牡丹江市四種常見嚙齒動物四肢骨的比較研究

萬祥旭，楊文建，周思宇，蘇 航，姜 鑫，董世鵬，金志民

（1.牡丹江師范學院生命科學與技術學院，黑龍江 牡丹江 157011；2.黑龍江農業經濟職業學院，黑龍江 牡丹江 157041）

嚙齒目動物是哺乳綱動物中種類最多且分布最廣泛的一種類群，中國有 14 科 62 屬 160 種［1］。嚙齒動物具有食性多樣、生存環境多樣以及棲息環境復雜多樣等特點［2］，是由于不同種類個體的習性差異，從而導致其外部形態特征有很大的不同［3］，除導致特化出不同結構外，其四肢骨骼也會發生適應性的改變［4］。目前，國內常見對嚙齒目動物生態學、形態學、分子生物學方面的研究，但對林農地區嚙齒動物四肢骨的研究鮮見報道。本研究以牡丹江市常見的4 種農林害鼠作為研究對象，探討農田穴居鼠類和森林鼠類的四肢骨的差異，為嚙齒動物研究提供基礎材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用成體東方田鼠（Microtus fortis）、黑線姬鼠（Apodemus agrarius）、大林姬鼠（Apodemus peninsulae）及棕背?（Myodes rufocanus）各 10 只，不限雌雄，無孕鼠。采用籠捕法捕獲，大林姬鼠和棕背?捕獲于牡丹江市橫道河子林緣緩坡，東方田鼠和黑線姬鼠捕獲于牡丹江市海浪機場外側農田，前者生境為森林生態系統，后者生境為農田生態系統。

1.2 樣本的處理及測量

將試驗鼠利用頸椎脫臼法處死后，使用解剖剪剪取完整四肢，并剪除大塊肌肉，注意下剪角度，以免傷及骨骼。樣本利用水煮法處理50 min 后，使用尖頭鑷小心剔除殘肉，然后利用解剖刀小心刮去殘余肉屑。處理完畢后，將骨骼放入烘箱70 ℃放置24 h 烘干備測。

測量四肢骨長寬和重量兩個指標（同一只鼠兩側骨骼測量取平均值［5］）。骨骼長寬測量使用游標卡尺（精確至0.01 mm），共測量4 種骨骼長度（Li，i=1、2、3、4，分別表示為尺橈骨、肱骨、股骨、脛腓骨，下同）、4 種骨骼中部寬度（W）i以及動力臂長度（E，即尺橈骨上端至肘關節長度）。骨骼重量（mi）測量使用電子分析天平（精確度0.001 g）。尺橈骨兩段由于骨骺黏連，測量長寬時將其視為一整塊骨骼（實為兩塊［6］），脛腓骨上方形狀變化不規則，因此測量寬度時取下端兩骨愈合處。

1.3 數據分析

對4 種鼠類骨骼測量值量化為以下指標：①粗壯度，Si=Wi/Li（即骨骼中部寬度/骨骼長度），在一定意義上，四肢骨的粗壯度代表著鼠類的挖掘能力和運動奔跑能力。②重量百分比100%，該指標反映出四肢骨的優化設計原則。③動力臂長度系數，N=E/L1（即動力臂長度/尺橈骨長度），該指標可在力學的角度上體現出前肢的挖掘效率，從而比對地下挖掘巢穴的穴居鼠類和營巢于石縫或枯草中的森林鼠類前肢挖掘能力的區別。

2 結果與分析

2.1 4 種鼠類四肢骨骼指標數據測量

通過對4 種鼠四肢骨骼及動力臂的測量得出，其中東方田鼠尺橈骨重量、長度、中部厚度均＞其他3 種鼠，且肱骨、動力臂長度最長，股骨中部厚度最大。同時，大林姬鼠肱骨、股骨、脛腓骨的重量最重，且肱骨中部厚度最大、股骨和脛腓骨最長。黑線姬鼠脛腓骨中部厚度最大。其中，生活在農田生態系統的東方田鼠和黑線姬鼠的動力臂長均＞生活在森林生態系統的大林姬鼠和棕背?。各部分骨骼的長度、重量、厚度及動力臂長測量結果如表1 所示。

表1 4 種鼠類四肢骨骼指標數據（Mean±SD，n=10）

2.2 4 種鼠類的四肢骨比較

通過對4 種鼠類四肢骨測量，東方田鼠尺橈骨、股骨粗壯度最大，動力臂系數最大，且尺橈骨的重量百分比最高。黑線姬鼠的脛腓骨粗壯度最大，股骨重量百分比最高。棕背?肱骨粗壯度最大，肱骨、脛腓骨的重量百分比最高。其中，生活在農田生態系統的東方田鼠和黑線姬鼠的動力臂系數均＞生活在森林生態系統的大林姬鼠和棕背?。4 種鼠四肢骨粗壯度、重量百分比和動力臂系數結果如表2 所示。

表2 4 種嚙齒類四肢骨指標數據（Mean±SD，n＝15）

3 小結與討論

東方田鼠、黑線姬鼠、大林姬鼠及棕背?作為林農地區常見鼠類。由于生境不同，其生活習性及運動能力的差異也不相同，其中森林鼠類大林姬鼠和棕背?的肱骨粗壯度＞農田鼠類的東方田鼠和黑線姬鼠的，由此可反映出生活在森林生境的大林姬鼠和棕背?攀爬能力強于另兩種農田鼠類。農田鼠類東方田鼠和黑線姬鼠的脛腓骨粗壯度＞森林鼠類大林姬鼠和棕背?的，由此可反映出東方田鼠和黑線姬鼠的奔跑跳躍能力略強于大林姬鼠和棕背?。

在四肢骨重量百分比分布中上，兩種生境4 種鼠的骨骼重量百分比均表現為后肢骨＞前肢骨，該指標符合林農地區善于奔跑跳躍的鼠類四肢骨優化設計原則，同時體現出weible 的優化設計原則［7］。

在動力臂系數指標中，農田鼠類東方田鼠和黑線姬鼠的動力臂系數＞森林鼠類大林姬鼠和棕背?的，動力臂系數可在力學角度上系統地表現出動物的挖掘效率，由于東方田鼠和黑線姬鼠均為挖掘巢穴的穴居鼠類，東方田鼠挖掘深度為地下5～30 cm，而黑線姬鼠的挖掘深度能達到地下 40～65 cm［8］，而大林姬鼠和棕背?營巢于石縫、樹洞或枯草中，少有挖掘巢穴的習慣［9］。本研究中4 種林農地區嚙齒動物雖不屬于同科屬，但對于生活習性的不同而導致四肢骨各方面表現出適應性的結論較為一致［10］。