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森林中的小精灵——花鼠
分类:科技中心

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森林中的花鼠-腾威供图

种子大小会影响啮齿动物对种子的取食及扩散,而动物对种子的选择则可能会影响种子大小的进化。传统的观点认为对于依赖啮齿动物传播的种子,大种子具有更高的扩散适合度。然而,这一观点主要是居于扩散前期阶段啮齿动物对种子大小的选择而得出的结论,因为大种子更可能被搬运及分散贮藏。居于扩散后期阶段的研究则认为小种子具有更高的扩散适合度,因为种子被贮藏后大种子更可能被挖掘及取食,小种子更可能存活而建成幼苗。在扩散阶段啮齿动物对种子大小的选择如何影响种子的扩散适合度一直存在较大分歧。

身披花纹外套的森林小萌鼠

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花鼠是松鼠科中体形最小的成员,因背部有5条黑褐色、灰白色和黄白色相间的条纹,又名“五道眉”,是不是很酷呢?

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作为森林生态系统中的重要一员,花鼠往往将大量植物的种子和果实搬运到远离母树的多个地点埋藏起来。粗略估计,一只花鼠每年秋季可以分散贮藏上千粒种子(如松子、榛子和橡子等),无意间帮助了种子的传播和种群扩散。其生态意义在于:一方面,贮食行为确保了充足的食物资源来维持生存,有利于自身的生存和种群的繁衍;另一方面,分散埋藏降低了幼苗之间或幼苗与母树之间的资源和环境竞争,使种子拥有更大的生存空间,对植物的更新起到了非常积极的作用。由此可见,萌萌的花鼠在森林天然更新过程中起着举足轻重的作用。

中国科学院西双版纳热带植物园动物行为与环境变化研究组的曹林等科研人员,在西双版纳地区(21°55′N, 101°16′E)研究了啮齿动物对雨林中的优势植物假海桐(Pittosporopsis kerrii)种子大小的选择,经过5年的研究,共追踪了8460粒种子的命运,发现在扩散不同阶段啮齿动物对种子大小的选择不同,甚至相反。研究发现,在扩散前期大种子更可能被搬运,因此在扩散前期阶段大种子具有较高的扩散适合度;然而,当种子被贮藏后大种子更容易被挖掘及取食,因此在扩散后期阶段小种子具有较高的扩散适合度。结合前期阶段和后期阶段的结果,发现中等大小的种子具有最高的扩散适合度。在扩散阶段,种子的存活曲线与种子大小的频率分布相似,因此在扩散阶段啮齿动物对种子大小的选择可能影响了假海桐种子大小的进化。

研究人员放在野外的种子,可供花鼠搬运和贮藏

该研究以Differential foraging preferences on seed size by rodents result in higher dispersal success of medium-sized seeds 为题发表于Ecology 。该研究得到了中国国家自然科学基金(30930016和31301891)、国家重大基础研究项目(“973”项目,2007CB109102)和中科院版纳植物园热带雨林生态系统研究与管理开放实验室的资助。

我们知道,水分在种子发育和植物生长的过程中起着至关重要的作用,土壤含水量是种子萌发和幼苗建成的关键因素。研究表明,不同实验条件下花鼠均选择将蒙古栎橡子贮藏在含水量较高的土壤中。这是因为土壤含水量低的话,不利于埋藏种子的气味散发,进而影响花鼠找到埋藏点。同时,土壤水分较高也为蒙古栎橡子的萌发和幼苗育成提供了有利条件。

种子大小与搬运、分散贮藏和幼苗建成的关系

本文图片除说明外,均由作者提供

实验用的假海桐种子

作者单位:江西师范大学;河南省洛宁县第一高级中学

红刺鼠

准备过冬材料的花鼠-戎可供图

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世界上大概没有什么动物比花鼠更适合“吃货”这个头衔了,它的食谱非常广泛,包括坚果、种子、浆果、花朵、鲜嫩的植物茎叶,还有蔬菜,偶尔也会尝尝昆虫和软体动物。用餐完毕,花鼠还会在青苔上优雅地蹭去嘴上的污渍。

有时,食物的体积比花鼠的头还大,可它仍能像变魔术一样把食物塞进嘴巴里,再慢慢咀嚼、咽下。它是如何做到的呢?原来,其口腔内两侧各有一个特殊的囊状结构——颊囊,能充涨到头部的3倍大。当周围有危险时,花鼠可以把来不及下咽的食物暂时储存在颊囊里并迅速离开,等到了安全的地方再慢慢享用。花鼠嘴里塞满食物时,鼓鼓囊囊的两腮像两个圆球,模样十分可爱。

森林中的花鼠

冬季圆滚滚的美梦鼠

藏得住,找得到,离不开强大的空间记忆能力

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一般到9月底,花鼠贮藏食物的工作就基本完成了。不过,这些囤积的食物并不能完全满足它们整个冬天的消耗。在入冬前的一个多月时间里,花鼠就是一个真正的“吃货”,每天不停地吃东西,哪怕半夜突然醒过来,也要给自己加餐,然后继续睡。

视觉标记物很重要

研究花鼠贮食行为用的大型实验围栏

动物的贮藏行为有集中贮藏和分散贮藏两种:前一种是将食物大量贮藏在某一个固定地点,大多为巢穴;后一种是在一定区域范围内,将食物埋藏在多个不同的生境中,每个地点埋藏少量的种子。与集中贮藏的种子相比,分散贮藏的植物种子有更多发育成幼苗的机会,对植物的更新更为有利。

花鼠通过寻找和确定明显的视觉参照物来选择贮藏点,从而形成对贮藏点特有的“空间记忆”。这种记忆能力可能是在长期演化过程中形成的一种有效防止自身贮藏点损失的策略。同时,这也是昼行性贮食者的视力比夜行性贮食者更具优势的原因,有助于昼行性贮食者快速找回埋藏的食物。

花鼠生性机警,行动灵活、敏捷,喜爱穿梭于林间,采集树上的果实是其强项。郁郁葱葱的森林在起到有效遮蔽作用的同时,还为花鼠提供了充足的食物。

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