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《浙江大学》 2012年
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生境片段化对花臭蛙食性、遗传结构及其偏性扩散的影响

王宇  
【摘要】:生境片段化(habitat fragmentation)是指一个大而连续的生境由于受到外界环境的影响而转变为一系列面积较小且相互隔离的斑块的过程。片段化的生境广泛存在于自然界中,并被认为是影响自然界生物多样性的主要因素。作为重要的片段化生境类型之一陆桥岛屿(land-bridge island)被视为研究片段化效应的理想天然生态实验室。本研究以千岛湖陆桥岛屿作为片段化生境的研究地点,以花臭蛙(Odorrana schmackeri)为代表物种,通过对千岛湖片段化斑块上花臭蛙食物组成的比较、物种遗传多样性和遗传结构的分析以及偏性扩散模式的探究来揭示以水为基质的片段化生境对两栖动物的影响。本文的主要研究结果如下: 1.对千岛湖片段化生境中8个斑块种群的花臭蛙食物组成进行了分析,结果显示:花臭蛙具有较多的食物类型(16种)和较宽的食物生态位(6.92)。虽然在不同性别和不同斑块之间物种的食物组成类型重叠度很大,但是对同一类型食物的取食量却并不相同。例如,花臭蛙对鳞翅目幼虫的取食在不同性别间具有显著的差异,雌性个体由于具有较大的体形而取食鳞翅目幼虫较多;在斑块间花臭蛙对鞘翅目昆虫、蛛形纲动物和植物种子的取食也有明显的差异。此外,片段化生境对不同的食物类型具有不同的片段化效应,如斑块面积对膜翅目昆虫的取食影响较大,而斑块隔离度对蛛形纲动物的取食影响较大。 2.筛选了12个花臭蛙特异的微卫星位点,并选取其中的10个位点分析了千岛湖17个斑块共451个花臭蛙样本的遗传多样性和遗传结构。结果显示:千岛湖花臭蛙各种群的平均等位基因数目和期望杂合度,即物种的遗传多样性均相对较高。其次,花臭蛙各种群间的遗传分化程度并不大,多数为轻度分化或无分化,仅在少数斑块间出现了中等程度的分化,且物种的遗传分化主要来自于种群内部。再次,种群的瓶颈效应分析显示种群在历史上曾经历过种群下降,但并未在近期或现在出现种群下降。用两种方法对物种的遗传种群进行聚类后显示各种群间由于存在大量的基因交流而没有形成明显的遗传类群。最后,千岛湖片段化生境的斑块特征(斑块面积和斑块隔离度)并没有影响到物种的遗传多样性;同时各斑块之间的地理距离与斑块间的遗传距离也没有显著的相关关系。 3.对千岛湖14个斑块共382个花臭蛙样本的偏性扩散模式研究显示在整个种群中物种呈现不明显的偏雄扩散,而对各个种群的研究则发现在不同的种群中物种呈现出明显或不明显的偏雌扩散或偏雄扩散。进一步分析斑块特征(斑块面积和斑块隔离度)对偏性扩散模式的影响后发现当控制斑块面积效应以后,采样点到大陆或者大岛的更近距离与花臭蛙的偏性扩散模式呈显著的负相关,即离大陆或大岛越近的斑块可能出现偏雌扩散,离大陆或大岛越远的斑块可能出现偏雄扩散。此外,对用来解释偏性扩散的三个假说(资源竞争假说、避免近亲繁殖假说和配偶竞争假说)进行了验证,结果表明斑块上存在的繁殖位点的数量,即避免资源竞争假说能够更好的解释千岛湖花臭蛙的偏性扩散模式。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:Q958

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