褐头牛鹂:北美的巢寄生鸟类(英文)

Molothrus属的5种牛鹂中,褐头牛鹂(Molothrus ater)是唯一一种在北美广泛分布和常见的寄生性繁殖的牛鹂。褐头牛鹂主要见于开阔地和林缘,为泛性寄生且进化历史较晚,因此其与宿主之间的协同进化适应远不如其他鸟类巢寄生系统。由于褐头牛鹂能广泛寄生各种潜在的宿主鸟类,很可能导致一些濒危鸟类的灭绝,这引起了人们对这一寄生牛鹂的高度关注,而如何控制这一鸟类,也成为保护生物学的一个热点问题。     

南美牛鹂宿主的反寄生防御行为(英文)

牛鹂(Molothrus属,拟鹂科)是一个单起源的类群,包括现存的5种寄生性繁殖鸟类。啸声牛鹂(M.rufoaxillaris)、巨牛鹂(M.oryzivorus)和紫辉牛鹂(M.bonariensis)主要分布在南美。其中,啸声牛鹂与紫辉牛鹂分别代表较古老和最近进化的两个支系,因此有着各自不同的与宿主协同进化的历史。本文研究了紫辉牛鹂的宿主莺鹪鹩(Troglodytes aedon)的拒卵行为,同时综述了以上3种牛鹂的不同宿主的反寄生防御行为。3种牛鹂的宿主均能识别和拒绝非模拟的寄生卵,其中巨牛鹂和紫辉牛鹂的大部分宿主用嘴叼卵,而啸声牛鹂的主要宿主栗翅牛鹂(Agelaioides badius)则用脚扔掉寄生卵。比紫辉牛鹂小的宿主,在遭遇寄生时则不扔卵,也不弃巢。有些宿主比另一些宿主种类对寄生的牛鹂更具有攻击行为。啸声牛鹂的宿主还能够识别非模拟的寄生雏鸟。我们的结果说明,尽管与牛鹂协同进化的历史不同,大部分牛鹂的宿主已经进化出不同类型的反寄生防御对策。     

景观格局对牛鹂泛性寄生的长期维持有影响么?(英文)

与大多数巢寄生鸟类不同,一些牛鹂(Molothrus spp.)可以广泛寄生于其分布区内的以及同一群落内的多种宿主;也没有证据表明,同一种群内的寄生个体对宿主物种有专一性。对此,进化滞后假说认为,与其他专性寄生的杜鹃和牛鹂相比,泛性寄生牛鹂是新近才进化的一支;而进化平衡假说则认为,由于寄生牛鹂的"黑手党"效应,宿主识别和拒绝牛鹂寄生卵的代价太大。然而,北美的许多宿主鸟类已进化出特定的反寄生防御行为,这些鸟类几乎都栖息在开阔地带,如草地、灌丛和溪流边。我们认为,北美鸟类生境的景观格局,对长期维持牛鹂的泛性寄生非常重要,同时也很好地解释了为什么北美森林宿主鸟类没有进化出反寄生行为。寄生性的牛鹂需要开阔草地觅食,因而很少见于森林。森林作为"源栖息地"产生的许多宿主,仅由于一些个体的扩散才进入寄生率和捕食风险都较高的片段化森林斑块,即"汇栖息地"。如此,宿主的反寄生行为的进化将非常缓慢,因为大部分个体都来自牛鹂寄生率很低的生境。此外,生境片段化、宿主繁殖扩散和集合种群的动态变化也进一步阻止了宿主反寄生行为的进化。只要北美大片的森林景观依然存在,这种状况就能持续,森林鸟类宿主对牛鹂寄生的反寄生行为就无法快速进化,反过来,牛鹂的泛性寄生也就得以维持。     

杜鹃对两种远距离的近缘苇莺的巢寄生:一个平行协同进化的案例?(英文)

大杜鹃(Cuculus canorus)通常寄生小型雀形目鸟类。由于杜鹃雏鸟的排他性拱卵或拱雏,导致宿主繁殖失败,因此宿主进化出如卵识别能力的反寄生策略。反过来,杜鹃也同时进化出如模拟宿主卵的寄生策略。于是两者之间的相互作用可形成类似军备竞赛的协同进化关系。在匈牙利,大苇莺(Acrocephalus arundinaceus)是大杜鹃的主要宿主,寄生率可高达约 40-65%。以往被认为是大苇莺一个亚种的东方大苇莺(A. orientalis)在日本的种群也被大杜鹃寄生(25-40%)。通过采用光纤光谱仪量化大杜鹃及其宿主的卵色特征,我们比较了东、西半球大杜鹃对两种苇莺的寄生模拟程度。鸟类视觉模型显示,对于可见光颜色,杜鹃与宿主之间卵色的模拟程度在匈牙利高于日本,但匈牙利杜鹃和宿主均较大的卵色变异程度可导致卵色模拟困难。杜鹃与苇莺卵色的量度差异在日本较低,这被证明是宿主拒卵行为的一个重要影响因素。苇莺对大杜鹃卵的拒绝率在日本(35%)和匈牙利(37%)相似。与匈牙利不同,在日本,宿主对杜鹃寄生的应对策略如拒卵行为,先于杜鹃的反适应对策。我们认为,两种近缘物种大苇莺对杜鹃寄生的不同反寄生行为,代表了协同进化军备竞赛的不同演化阶段。     

为什么寄生性繁殖的鸟类产厚壳卵?(英文)

鸟类巢寄生是研究协同进化的模式系统。寄生性繁殖的鸟类进化出非常独特、且相对要厚很多的卵壳。关于厚卵壳的进化,主要有以下假说:1)防止产卵损坏假说,即寄生者在巢上将卵产至宿主的巢中时避免损坏;2)防止宿主啄破假说,即厚卵壳可以有效防止宿主对寄生卵的啄破,使其无法扔掉寄生卵;3)雏鸟生长能量假说,即雏鸟具有排他性,由于其较大的身体肌肉骨骼系统发育需要大量钙质,导致卵壳的钙富集而变得较厚;4)抗菌保护假说,即较厚的卵壳有利于保护寄生者的胚胎免于被宿主巢内的微生物所侵害。本文综述了目前关于寄生性繁殖鸟类的厚卵壳进化机制的研究,认为这些假说之间并非相互排斥,但都缺乏足够的实验证据,尽管防止产卵损坏假说和防止宿主啄破假说得到了较多的支持。对于防止宿主啄破假说,如何去量化宿主对寄生卵的拒绝方式如口吞式扔卵、啄破式扔卵和弃巢等,均直接影响到该假说的检验。对此,我们给出了具体的研究建议。     

早成性专性寄生鸟类黑头鸭的宿主利用模式:生态与进化(英文)

黑头鸭(Heteronetta atricapilla)是鸟类专性巢寄生中唯一的早成性鸟类,其雏鸟孵出后即离开巢,不再需要宿主的哺育。因此可以预期,这一寄生系统与其他的巢寄生鸟类不同,它们应该能利用较多的宿主,繁殖成效也较高。基于在阿根廷4年的研究,我们对黑头鸭的宿主利用模式有了较清晰的认识。在野外我们没有发现黑头鸭自己筑巢的证据,这进一步证实黑头鸭是专性寄生繁殖鸟类。与预期相反的是,黑头鸭仅寄生很少的宿主,包括广泛分布和数量较多的2种骨顶鸡和1种鸥类,其他的宿主很少被利用,要么因为不常见,或因为它们逃避黑头鸭。在这3种主要的宿主中,黑头鸭卵的孵化成功率也由于宿主拒绝或忽略而相当低(≤ 28%),而3种宿主由于捕食而导致的死亡率并不高。这与Weller以往仅1年的观察结果吻合。我们的研究与以往关于黑头鸭巢寄生进化的假说不同,其所利用的宿主种类不多,孵化成功率较低。这表明,古澳大利亚大陆湿地的高捕食压力,以及宿主较强的护巢行为和较高的营巢成功率,在黑头鸭寄生繁殖的进化中扮演着重要角色。     

基于寄生者-宿主相互作用的时空生态特征构建的协同进化框架:巢寄生研究中一个缺失的环节(英文)

协同进化理论的中心思想,包括巢寄生者与其宿主之间共进化关系的理论,认为时间和空间模式可揭示一些关于生态和进化动态方面的重要信息。例如,关于遗传方式和基因流在决定由寄生导致的宿主所受选择的局域模式(如拒绝卵)以及因宿主的选择压力导致的寄生者所受选择模式(如模拟卵)中所起的作用,种群的遗传结构水平为此提供了重要信息。此外,随空间变化的非生物(如气候条件)和生物(动物的表型特征)因素可能还会直接或间接影响宿主和寄生者的种群及其相互作用。通过查阅文献,我们发现大量的证据支持时间及空间上的非生物环境对寄生者和宿主卵的形态及模拟程度有重要影响。而且,有研究表明,随地理和(或)时间而变化的特殊的宿主生活史特征可能会影响新宿主最初被利用的概率以及宿主与寄生者间共进化的方向和速度。本文全面总结了以往研究中关于寄生者和宿主之间相互作用的时空模式。该时空趋势以及拒卵行为的遗传学依据和基因流的显著作用,与协同进化的动态特征相一致。然而,基因流和寄生者宿主丰富度的时空格局变化可能会导致宿主和寄生者频繁产生在形态上与直觉相反的关系(如极少或者没有模拟),这或许说明了适应的局限性。我们列举了未来需要解决的一系列科学问题,认为关于寄生者和宿主的研究在检测协同进化的地理学理论以及其它一些假说中扮演着关键角色。     

中国多杜鹃寄生系统中同域分布的杜鹃雏鸟的鉴别(英文)

寄生者与宿主之间可形成一种类似军备竞赛的协同进化关系。杜鹃与其宿主之间的协同进化是迄今研究最多的一个寄生系统,但人们对亚洲杜鹃的了解却知之甚少。中国是亚洲寄生性杜鹃种类最丰富的国家,多种杜鹃鸟类,特别是形态非常相似的 Cuculus属杜鹃同域分布于某一地区,给杜鹃雏鸟的种类鉴别带来很大困难。这种情况在欧洲不存在,因为Cuculus属杜鹃在欧洲仅1种,即大杜鹃(Cuculus canorus)。本研究对同域繁殖于中国境内、外部形态特征非常相似的4种Cuculus属杜鹃,即大杜鹃、中杜鹃(C. saturatus)、小杜鹃(C.poliocephalus)和四声杜鹃(C. micropterus)雏鸟的重要形态鉴别特征进行了比较,并进一步通过采集雏鸟血样进行DNA分析加以确认。结果表明,Cuculus属4种杜鹃的雏鸟可通过嘴裂和羽毛两个重要形态特征加以区分。这是关于Cuculus属杜鹃雏鸟分子鉴定的首次报道。     

新西兰寄生性杜鹃对短波光的视觉敏感性(英文)

不同类群的鸟类对于光线中紫外波长部分的敏感程度存在差异。在一些专性巢寄生鸟类的寄生者 - 宿主体系中,寄生卵所反射出来的紫外光对于宿主区分外源鸟卵与自己的卵具有重要作用。反过来说,对于雌性寄主而言,宿主巢中的卵能够最大程度接近自己的卵是非常有利的。虽然视觉敏感性在大多数杜鹃和牛鹂的宿主中都有描述,这些特征在寄主中却少见报道。视觉敏感性能帮助我们理解巢寄生者与宿主之间潜在的感知共进化过程的相关机制以及更好地了解每个物种相应的视觉感知生态。本研究测定了短波长敏感型(SWS1)视蛋白基因的序列来预测两种新西兰专性巢寄生杜鹃——金鹃(Chalcites [Chrysococcyx] lucidus)和长尾噪鹃(Urodynamis[Eudynamis]taitensis)的紫外光敏感性。结果表明两种杜鹃都具有SWS1视蛋白基因,而其最大敏感度集中在短波长光谱中人类可见的紫光部分,而不是紫外光。未来的研究应该关注在鸟类视觉系统下所测的巢寄生者和宿主卵的相似性以及宿主拒绝寄生卵的行为后果这两个方面,来集中探究巢寄生者与宿主之间的视觉敏感度是否匹配。     

专性寄生繁殖的鸟类及其宿主的卵识别:文献综述与新的整合(英文)

杜鹃和牛鹂为寄生性繁殖鸟类,把卵产于宿主的巢中,而一些宿主能够扔掉寄生卵。宿主如何识别寄生卵和自己的卵,然后扔掉?最初的实验由于未设对照组,错误地认为宿主是采取"不一致性识别",即扔其中占少数或"较异常"的卵。后来的实验证明,宿主首先通过印记自己的卵,然后识别和扔掉与该记忆模板不同的卵,而无论该卵是少数还是多数。最新的研究表明,对于能产多种颜色卵的宿主而言,由于雄鸟在同一繁殖季可能与产不同颜色卵的雌鸟配对,因而非记忆的"不一致性识别"在雄鸟的卵识别中扮演着重要角色。本文综述了卵识别研究的早期工作和最新进展,包括新技术的应用。卵识别实际上对寄生者和宿主都重要,但寄生者如何识别自己的卵和宿主的卵,却很少有人研究。对诸如寄生者竞争、多寄生性扔卵、黑手党效应、寄养等假说,均需要了解寄生者的卵识别机制,为此我们给出了具体的研究建议。对寄生者卵识别能力的研究,有助于了解寄生性繁殖的鸟类如何反过来应对宿主的反寄生策略。     

Concentrations of strontium,barium, cadmium,copper, zinc,manganese, chromium,antimony, selenium,and lead in the liver and kidneys of dogs according to age,gender, and the occurrence of chronic kidney disease

This study was conducted to measure the concentrations of strontium (Sr), barium (Ba), cadmium (Cd), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), chromium (Cr), antimony (Sb), selenium (Se), and lead (Pb) in canine liver, renal cortex, and renal medulla, and the association of these concentrations with age, gender, and occurrence of chronic kidney disease (CKD). Tissues from 50 dogs were analyzed using inductively coupled plasma mass spectrometry. Cu, Zn, and Mn levels were highest in the liver followed by the renal cortex and renal medulla. The highest Sr, Cd, and Se concentrations were measured in the renal cortex while lower levels were found in the renal medulla and liver. Female dogs had higher tissue concentrations of Sr (liver and renal medulla), Cd (liver), Zn (liver and renal cortex), Cr (liver, renal cortex, and renal medulla), and Pb (liver) than male animals. Except for Mn and Sb, age-dependent variations were observed for all element concentrations in the canine tissues. Hepatic Cd and Cr concentrations were higher in dogs with CKD. In conclusion, the present results provide new knowledge about the storage of specific elements in canine liver and kidneys, and can be considered important reference data for diagnostic methods and further investigations.