馴養林麝泌香生理反應時間與年齡、地域分布的關系

王永奇,李斐然

陜西省動物研究所,西安 710032

動物機體一些重要機能活動如鳥類繁殖和換羽、性腺發育與衰退、遷徙及許多哺乳動物長短日照繁殖等具節律性、季節周期性規律的行為表現,是動物適應分布地溫度、光照、降水等環境生態因子周期性變化采取的一種自我保護策略,又與食物供應、營養攝取等因素相關。影響動物節律性、周期性行為的光照等非生物因子及內分泌激素探討眾多,朱勇文[1]闡述了光色、光照強度及時間等與家禽生長發育、繁殖及免疫機能間關系,黃云茂等[2]報道了光照對馬崗鵝季節性繁殖活動及內分泌影響,楊海明等[3]研究了光照時間、環境溫度對種鵝繁殖系統及相關激素mRNA表達、分泌;野生、半野生或馴養動物季節性繁殖及副性征維持方面,梁松崎等[4]、程志斌等[5]分別研究了麋鹿群對光周期適應性及鹿角生長周期、影響因子,揭示光周期、激素是影響角生長周期直接主導因素,魏小紅等[6]分析了氣候因子與貴州省、吉林省梅花鹿脫盤時間、產茸量間關系,發現溫度影響較濕度、光照對梅花鹿脫盤時間及產茸量作用明顯。

麝科(Moschidae)動物季節性繁殖和成年雄麝周期性泌香行為及內分泌激素調控機制研究一直備受關注,麝香囊(性二型特征)中分泌、熟化的麝香產量、質量與年齡、體質、腺囊體積、疾病、飼養方式、氣候條件及內分泌激素等因素相關[7—9]。畢樹增等[10]報道了性腺軸激素與麝香分泌、激素作用時間,汪建隆等[11]、洪沂生等[12]、尹淑媛等[13]從外源激素與麝香分泌層面進行了探討,李瓊[14]通過糞便類固醇激素及免疫球蛋白揭示原麝(Moschusmoschiferus)免疫、生殖及應激生理反應,郎冬梅等[15—16]研究了非孕期圈養林麝(Muschusberezovskii)糞樣皮質醇激素變化、指示作用及發情周期雌性林麝糞樣孕酮變化,白康等[17]通過分析林麝年齡、性激素含量與產香量,揭示雌雄激素協同調控泌香生理反應,張爭明等[18]對林麝泌香期、發情期血清性激素含量分析,顯示泌香期三種性激素呈明顯同步變化趨勢、泌香盛期最高,發情期睪酮變化顯著、雌二醇呈較低發展趨勢、孕酮含量趨于零,孫太福等[19]揭示了糞便睪酮水平與泌香量存在顯著正相關;林麝泌香生理反應啟動、不同生理階段時間分配等[20—23]研究也取得一定進展。本研究立足林麝泌香生理反應時間、產香狀況等與年齡、氣候條件間雖有研究或闡述,但不充分或缺乏數據化呈現現狀,通過采集不同地理位置林麝馴養種群上述觀測數據,試圖解析相互間關聯、響應關系及時空差異,揭示麝泌香周期性活動與溫度、光照等主要氣候因子適應性特征,為麝場科學選址與布局、優化種群結構和飼養模式、加快馴化進度及提高生產性能提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗開展于2008—2009年的4月下旬—7月上旬,試驗動物來源于陜西2個不同地理位置馴養林麝種群及四川1個馴養種群,采用分層隨機抽樣(Random sampling)方法抽取四川某麝場9個年齡段(1年生、2年生、3年生、4年生、5年生、8年生、9年生、10年生、12年生)的61只雄性林麝;陜西2處養麝場成年雄麝分別為23只與5只(均未區分年齡),共計89只健康、發育正常及有耳號標識的個體。數據觀測、采集期間麝均有獨立的圈舍空間,內設臥棲、食具等,保持安靜、避免驚擾;7:30—9:00投飼鮮葉自由采食,16:30—18:00定量飼喂多汁料及精料補充料(Concentrate supplement)等,自由飲水,每天定時清理排泄物及剩余飼料。

1.2 研究方法

1.2.1形態與行為學觀察

麝泌香生理反應期(total musk-secreting period,TMSP)按生理階段癥候(采食、飲水行為及糞便、陰囊、香囊形態等變化)劃分為泌香生理反應初期(prime musk-secreting period,PMSP)、泌香生理反應盛期(vigorous musk-secreting period,VMSP)及泌香生理反應后期(later musk-secreting period,LMSP)。

PMSP即采食量開始減少,陰囊開始腫脹至完全停止采食、停排糞便所經歷的天數,表現為采食量減少至正常食量的1/2或更少,飲水正常;單側或雙側陰囊呈粉紅色、睪丸稍增大至顯著腫大、囊內積液;香囊體積增大,內含稀糊狀污白色分泌物,香囊口腫脹潮紅。

VMSP即完全停止采食及停排糞便至復采食、排糞經歷的天數,表現為完全停食、停排糞便,僅飲水;陰囊體積擴增充分、明顯下垂、發亮、囊內大量積液且呈灰白色;香囊體積擴增充分、明顯隆起、香囊處現明顯可見的擴增粗狀血管,囊內積聚大量麝香物質,香囊口間或溢出香液、遺出香粒,香氣濃郁四射,香囊出現頻多強弱交替收縮,弱收縮僅在香囊口處,強收縮則波及香囊體即香囊口處,弱收縮2—3次,出現1次強收縮,間隔0.5—1h收縮1次,正常狀態下及非泌香生理反應期香囊很少出現收縮活動。

LMSP即開始復采食、排少量糞便至陰囊、睪丸、麝香囊、采食、排便等形態與行為恢復至正常經歷的天數,表現為陰囊、睪丸腫大消退至陰囊體積基本恢復正常;香囊體充分回縮,囊內白色或污白色稀糊狀物質漸變為土褐色或褐色、香氣較濃的稠糊狀、泥狀麝香物質,麝香物質不斷濃縮;開始復采食且食量恢復至正常。

1.2.2溫度測定

置溫、濕度計于圈舍一側,懸掛高度為麝站立時吻端距離地面的垂直高度(距離地面約40—50cm處為宜),溫、濕度記錄時間為8:30左右及14:30左右,每月間隔10d測定3次,將3次上、下午測定的溫度數值的平均值作為該月的溫、濕度值進行統計。陜西安康麝場僅測定了5—6月份的溫濕度,四川某麝場測定了全年12個月的溫、濕度(表1)。

表1 不同麝場溫度、濕度測量Table 1 Temperature and humidity measurement of different musk deer fields

1.2.3數理統計方法

采用Excel 2003 整理89只林麝泌香期不同階段持續時間,并記錄四川61只麝泌香狀況。采用 SPSS 22.0 軟件對年齡組 (age group)、成年麝 (adult musk deer)(>2 歲) 與育成麝 (bred musk deer)( ≤2 歲)、泌香時序、泌香期 (初期、盛期、后期) 等行單因素方差分析 (One way ANOVA),若數據呈非正態分布且數據經方根、對數等轉換后,依舊呈偏態分布,則采用多獨立樣本非參數秩和檢驗(Kruskal-WallisH),并進行事后成對比較,或采用2獨立樣本非參數檢驗(Mann-WhitneyU),用中位數、四分位及秩均值描述結果。

2 結果與分析

2.1 林麝泌香啟動時間分布格局

麝香是雄麝每年5—7月份[8]由香腺組織分泌、香囊內貯存熟化的多成分復雜混合物,泌香行為基本同步于母麝產仔期,有研究推斷麝香具有化學信息素、傳遞信號作用如吸引天敵、保護母幼麝和吸引異性等。本研究觀測四川某麝場9個年齡段61只林麝泌香啟動時間及不同時間段(5d設定為1個時間單元)泌香行為頻次(圖1、圖2),顯示麝群泌香生理反應一般介于5月下旬—7月初,集中于5月26日—6月24日,此期間泌香麝占泌香群體94.99%,麝群泌香分離出間隔15d左右的2個泌香高峰,第1個泌香高峰(36.67%)位于6月初(5月31日—6月4日),不同年齡麝均有泌香表現,發生頻率由高、低依次為2歲和9歲麝(6.67%),3歲和5歲(5.00%),4歲、8歲及10歲(3.33%)、1歲和12歲(1.67%),即隨著年齡增長,泌香個體有減少的趨勢,但規律性不強;第2個高峰期(18.34%)位于6月中旬(6月15日—6月19日),發生頻率由高、低依次為3歲(8.33%),2歲(3.33%),4歲、8歲、10歲及12歲(1.67%),1歲和5歲(0.00%),規律性不強。2個泌香高峰期泌香麝占觀測群的55%,其他7個時間段泌香麝占觀測群的45%且基本呈均勻型分布;分析年齡組不同時間段麝泌香發生頻次,除12歲林麝群泌香低頻次平緩變化外,其他年齡組麝群泌香均出現2個明顯泌香高峰且主要集中于第1次。

圖1 不同年齡林麝泌香時間分布Fig.1 The distribution of start-up time at different age groups of the male musk deer

圖2 同齡林麝泌香時間分布Fig.2 The distribution of the male musk secretion stage at same age

對陜西、四川兩地成年麝群泌香時間進行比較、分析(圖3),陜西安康麝群泌香時間介于4月下旬(4月25日)—6月上旬(6月4日左右),歷經40d左右,存在2個泌香高峰期即4月底(4月26日—4月30日)與5月下旬(5月21—5月25日),其中第1次高峰成體泌香麝占觀測群的16.67%,第2次則占29.17%,麝群泌香生理反應主要集中在5月11日—6月4日間(占泌香麝群83.33%);四川林麝種群泌香始于5月下旬(5月26日),止于7月上旬(7月4日左右),歷經40d左右,存在2個泌香高峰期即5月底(5月31日—6月4日)與6月中旬(6月15—6月19日),其中第1次高峰成年泌香麝占觀測群的36.17%,第2次則占19.15%,麝群泌香生理反應主要集中在5月26日—6月19日間(占泌香麝93.61%)。顯然,陜西安康麝場成年麝群泌香啟動時間較四川某麝場麝群早30d左右,安康麝群泌香高頻發時間出現較晚,四川麝群體泌香啟動時間雖較晚,但泌香高頻發時間出現較早,兩者基本相差10d左右。

圖3 不同地域成體麝群泌香時間分布 Fig.3 The distribution of start-up time in different regions of the adult musk deer

合并四川林麝觀測群為育成和成年麝2個類群,其結果顯示2個類群麝泌香啟動時間分布具有相似的規律即泌香高峰均主要出現在第1個泌香高峰期(圖4)。

圖4 育成麝與成年麝分布群泌香時間分布Fig.4 The distribution of start-up time for the bred and adult musk deer

2.2 林麝泌香期不同生理階段時間差異性比較

2.2.1不同年齡與林麝泌香期持續時間的關系

為比較不同年齡麝泌香期各階段持續時間異同,對四川61只麝樣本資料進行正態(Shapiro-Wilk)及方差同質性(Levene)檢驗結果(表2)顯示,1歲—12歲林麝群泌香初期、盛期、后期及泌香期總持續時間基本呈非正態分布,數據經對數、方根轉換后,依然呈偏態,加之數據量偏少,故采用K個獨立樣本非參數秩和檢驗(Kruskal-WallisH)進行比較,年齡組間僅泌香后期差異顯著,經事后顯著性檢驗僅泌香后期2歲與8歲間在所有成對比較中矯正后P值最小(P=0.064>0.05),無統計學意義。表明各年齡麝群泌香不同生理階持續段間不存在差異,兩者無明顯關聯。

表2 不同年齡林麝泌香生理階段持續時間顯著性檢驗Table 2 Significance test of the duration of the physiological stages of forest musk deer of different age

為探討育成麝與成年麝泌香不同生理階段時間分配有無差異,合并1歲、2歲年齡組麝群數據為育成麝群,其余年齡組數據合并為成年組(表3),通過非參數(Shapiro-Wilk) 檢驗,僅育成麝泌香盛期和泌香后期呈正態分布,其余均呈非正態分布。數據進行平方根、自然對數等數據轉換后仍不符合正態分布,采用非參數2獨立樣本秩和檢驗(Mann-WhitneyU)進行觀測值分析,育成麝和成年麝群泌香初期、盛期及總泌香持續時間在不同年齡組間無顯著差異,僅泌香后期不同年齡組間存在顯著差異。

表3 育成麝與成年麝群各生理階段持續時間顯著性檢驗Table 3 Significance test of the duration of each physiological stage of the bred and the adult musk deer population

2.2.2不同地域馴養種群泌香期不同生理階段時間分配

通過對安康、鳳縣、四川馴養種群泌香初期、盛期、后期及總泌香期持續時間觀測數據正態檢驗(Shapiro-Wilk),大部分組別呈非正態分布(表4),數據經過轉換,依然非正態分布,故采用非參數K個獨立樣本秩和檢驗(Kruskal-WallisH)。結果顯示安康、四川、鳳縣3地域成年麝群泌香初期持續時間不同地域該階段存在顯著差異;泌香盛期持續時間不同地域該階段無顯著差異;泌香后期持續時間不同地域該階段有顯著差異;總泌香期持續時間不同地域該階段無顯著差異。對于泌香初期、后期持續時間進行事后兩兩比較發現,不同地域間泌香初期持續時間差異組間均不顯著(校正后P>0.05),泌香后期持續時間安康、四川差異顯著(P=0.01<0.05),安康與鳳縣差異不顯著(P=1.00>0.05),四川與鳳縣差異不顯著(P=0.526>0.05)。

表4 不同地域麝群泌香生理反應持續時間比較Table 4 Comparison of the duration of the secretion physiological response of musk deer in different regions

此外,為探討光照時間與麝群泌香持續時間及分配間關系,本研究選取了同一養殖場內南北走向東西側圈舍布局、光照時間及溫度不同的2組麝群為觀測對象進行泌香初期、盛期持續時間數據采集,對獲得有效數據資料經正態檢驗(Shapiro-Wilk )呈非正態性分布(表5)。數據經方根、對數等轉換,依然非正態分布,加之數據量較小,采用非參數2獨立性樣本(Mann-WhitneyU)檢驗,結果顯示泌香初期、盛期持續時間西側與東側馴養種群無明顯差別,初步揭示光照時間較短的東側麝群與光照時間較長的西側麝群間無顯著差異。

表5 不同溫度、光照時間與各生理階段持續時間的關系Table 5 The relationship between different temperature,light time and the duration of physiological stage

2.2.3麝香產量區間分布及麝的二次泌香

通過對61只林麝泌香生理反應觀測,發現有7只麝出現了2次泌香生理反應現象,約占整個觀測資料的11.48%(7/61),且主要由8—9歲以上麝構成(占57.14%),其中2只3年生麝形成成熟麝香,但產量相對偏低(11.44g/只),剩余5只麝所產麝香產量均在10g以下,2次泌香生理反應間隔約8—20d;麝群空香率同樣主要出現在年齡較大的麝(9歲),即無明顯泌香盛期生理反應癥候且未形成成熟麝香的個體6只,占整個觀測群61只的9.8%左右(香囊內僅分泌出白色、泥狀、具腥臭味的少量內容物)。對于獲取有完整產香記錄的37只麝(未區分年齡),其年產香量范圍0.6—29.47g/只,顯然麝香產量個體間變化幅度大;若按生產實際及一般經驗區分麝產香能力,將產香量5g/只以下定義為極低生產群的個體有3只,占8.12%,產香量5—10g/只定義為低生產群的個體有4只,占10.81%,產香量10—15g/只定義為中等生產群的個體有13只,占35.13%,產香量15—20g/只定義為較高生產群的個體有4只,占10.81%,產香量20—25g/只定義為高生產群的個體有7只,占18.92%,產香量25—30g/只定義為極高生產群的個體有6只,占16.22%,顯然該觀測麝群具有較高產香能力。

3 討論

3.1 麝群泌香時間分配格局及與氣溫的關系

溫度、光照是調控生物重要生態、生理功能(如一些動物性腺發育、繁殖機能維持及與第二性征緊密相關的機能活動)的氣候因子,具有隨緯度、海拔高度、生態系統垂直高度和各種小生境等空間及年周期、晝夜等時間變化特征。麝科動物具季節性繁殖、年周期性泌香(4月中下旬至7月上旬)特征,極少數個體泌香提前或推后,故推測泌香生理機能活動受氣候變化影響較大。本研究比較了不同地域林麝泌香生理啟動及持續時間時空差異,結果顯示陜西林麝種群泌香始于4月底,基本結束于6月上旬,四川林麝種群始于5月下旬,基本結束于7月初,兩地泌香生理反應盛期均基本持續40d左右;不同種群泌香均存在2個泌香高峰期的結論與王永奇等[19]研究結果一致,其中安康林麝種群泌香高峰期出現在5月底,且泌香盛期生理反應發生在5月31日前占95.87%,6月占4.13%;四川種群出現在6月初,且麝群泌香盛期生理反應發生在5月31日前占整個麝群的18.03%,發生在6月份占81.97%;陜西鳳縣麝群泌香盛期生理反應在5月15日—5月25日占100%。泌香生理反應啟動時間方面陜西較四川早30d左右;四川林麝種群第1個泌香高峰期泌香啟動頻次隨年齡的增長有下降的趨勢,第2個泌香高峰期則無明顯的規律性,年齡越大林麝泌香期不同生理階段麝泌香發生頻次趨于平均。此外,地處北緯31.7°、海拔2750m的四川麝場與地處北緯31.9°、海拔998m的陜西安康麝場5月份上午平均氣溫分別為9.95℃、13.6℃,兩者相差3.65℃;6月份上午的平均氣溫分別為13.15℃、16.6℃,兩者相差3.45℃,顯然四川麝場所處位置6月份氣溫與安康麝場5月份氣溫接近。對于同一麝場不同朝向且間隔4m的東側圈舍(朝向西)與西側圈舍(朝向東)進行溫度觀測,發現西側圈舍上午太陽輻射早,光照時間相較東側圈舍長,且較東側圈舍5月氣溫高0.7℃,6月則高1.5℃,麝群泌香生理反應出現較東側圈舍早3—5d?；谏鲜鰯祿容^分析,初步推斷林麝泌香生理反應啟動早晚與光照時間、氣溫高低存在一定的關聯,即光照時間長、溫度高的地區泌香啟動時間早,但與林麝泌香期持續時間不存在關聯,揭示出林麝種群泌香生理反應啟動時間與氣候因子間存在一定的時空關系,間接推斷出人工控溫、控光有可能調控林麝個體泌香生理反應趨于同步,有利于麝場泌香期集中管理及為場址選擇、圈舍布局提供理論依據。

3.2 馴養麝泌香期不同生理階段持續時間及與麝香產量的關聯

雄麝泌香生理反應及麝香產(質)量與年齡、體質、腺囊體積、疾病、飼養方式、氣候條件及內分泌等因素密切相關[7—9]。本研究結合項平[20]、梁風錫[21]、王永奇等[22]林麝泌香生理反應持續時間及產香量方面進一步研究,揭示年齡與泌香期各生理階段持續時間無明顯關系,麝群個體產香量變化幅度大,麝群中低產麝(產香量≤10g)占18.93%,中產麝(10g<產香量≤20g)占45.94%,高產麝(產香量>20g)占35.13%,顯然該觀測麝群具有較高的產香能力,與郭妍妍等[24]研究馬爾康林麝麝香產量區間范圍為0—19.60g/只結果不同,產香量是衡量麝生產性能的重要指標,在個體或群體選育中發揮著重要作用,但本研究樣本量偏少,有可能會產生一定的抽樣偏差即抽取產量較高麝較多,且缺乏連續追蹤個體產香記錄,尚未獲得該麝群穩定可靠的產量數據,進行該數量性狀遺傳力參數計算需進一步研究。李復東等[25]報道了5只林麝泌香期觀察結果為泌香初期持續11.8d、盛期持續3.60d、末期10.8d及總泌香期26.2d,葛小芳[23]研究林麝麝香產量在9.5歲后下降,此前隨年齡增長增加,泌香前期持續時間((1.000±0.756)d)、盛期持續時間((3.500±1.604)d)、泌香后期持續時間((1.875±0.641)d)、總泌香期持續時間((6.375±0.641)d),兩者獲得研究結論與本研究結果有所不同,即除泌香盛期持續時間相似外,其他階段遠長于或短于本研究結果。上述麝香產量及泌香持續時間不同研究結論間的差異,原因可能與觀測方式、樣本量差異、飼養方式、產量計算方式等有關。此外,本研究不同地域間馴養麝群僅泌香后期持續時間安康與四川差異顯著(P=0.01<0.05),擴大樣本量將陜西2養殖場數據合并與四川麝群比較,發現泌香初期、后期兩地存在明顯差異,但泌香盛期、總泌香持續時間無明顯差別。綜上分析,林麝泌香生理反應不同生理階段持續時間或可能存在一定差異,但總泌香持續時間無明顯差別,不同地域麝群及年齡群各泌香生理階段持續時間方面缺乏顯著規律性,或許與林麝在長期進化過程中形成固化的泌香生理反應期持續時間遺傳、生理特征,或地域間較小差異的環境脅迫壓力難以引起該性狀分化有關,故通過調節泌香生理反應持續時間探索調控麝香產能可能存在較大困難,但通過相關技術措施促使麝群泌香期提前、推后或趨于集中,便于麝群集中生產,降低生產經營強度成為可能。此外,本研究觀測發現麝群中約占11.48%個體存在2次泌香現象;麝群空香率9.8%(n=61)左右,與孟慶輝等[26]研究瀕危馬麝群有效取香率90.30%(n=732),其群體空香率9.70%接近,此類麝年齡一般較大(≥9歲)、無明顯泌香盛期癥候且無成熟麝香即香囊內僅分泌出白色、泥狀、具腥臭味的少量內容物,原因可能與麝年齡較大、體況偏弱等引起內分泌失調、代謝機能降低及麝香生物化學合成途徑障礙有關;與此同時,觀測到泌香反應越強烈即陰囊、麝香囊腫脹越顯著、香氣越濃,麝香產量一般越高的現象。

麝科動物馴養種群數量、質量的持續增長和提升,既為含麝香成分傳統中藥和新藥研發提供了麝香原材料,又為野外種群重建提供了資源基礎。麝科動物季節性繁殖及第二性征的維持受氣候因子、營養水平、飼養管理模式等因素影響,研究相互間關系對今后科學采用相應技術措施優化種群結構、麝群科學管理及培育量大、質優的穩定高產麝群,促進麝產業發展和麝類動物保護具有參考意義。