内蒙古东北部草原雀形目鸟类生殖内分泌及行为节律应对全球气候变化的微进化潜能研究

Global climate change caused earlier spring has lead to early phenology of insect emergence,while the timing of birds is constrained because it is cued by increase in photoperiod.Therefore we may expect to see trophic mismatches between insect community and the passarine birds that depend on them to feed their young, ultimately leading to changes in breeding success of birds.The individual phynotype plasticity and population phynotype polymophism of bird HPG endocrine axis will determine the microevolution potential of the birds to keep up with the insect phenology change.This project will study the microevolution potential of passerine bird HPG endocrine axis responding to the globle climate change using the grass land at north east of Neimongle as a case. Firstly, the insect development rhythm and bird breeding rhythm will be studied to test whether the two rhythm have mismatched.Then, the birds will be divided into two groups and to be fed in two different temprature environment for studying the individual HPG axis plasticity to the change of temprature. The project will also study the wild population HPG axis initiation polymophism among populations and species to analysis the HPG axis microevolution potential adapting to the climate change.The result of the project will not only be valuable for predicting the adapting potential of passerine birds to the climate change and also can help us to understand the mechanism of microevolution of birds in the circumstance of globle climate change.

鸟类的生殖内分泌主要受光周期调控，全球气候变暖可提前昆虫的发育而使雀形目鸟类的育雏期与昆虫发生的高峰期不匹配从而导致繁殖成效降低。鸟类生殖内分泌轴（HPG）分泌节律的个体表型可塑性及表型多态性则决定了种群适应昆虫发育节律变化的微进化潜能。本项目以受气候变暖严重影响的内蒙古东北部草原为案例，研究雀形目鸟类HPG轴的分泌节律及繁殖行为节律应对气候变化的微进化潜能。首先，项目将对昆虫种群发育节律及鸟类繁殖行为节律进行研究，分析两种节律的时间匹配性以及鸟类种群内繁殖节律的多态性。然后，通过实验室控制温度条件下笼养的方法，研究鸟类个体HPG轴内分泌节律的可塑性。项目还将研究野外鸟类种群HPG轴春季启动节律在个体间、种群间及物种间的多态性，分析中温带草原雀形目鸟类HPG轴激素分泌节律的微进化潜力。项目的成果对预测气候变化情况下鸟类的生存适应潜能以及了解鸟类在全球气候变化过程中的微进化机制具有重要意义。

中高纬度地区雀形目鸟类的生殖内分泌主要受光周期调控，全球气候变暖可提前昆虫的发育而使雀形目鸟类的育雏期与食源昆虫发生的高峰期不匹配从而导致幼鸟成活率降低。气候变化引起的鸟类与昆虫的营养关系错配已成为鸟类生存的重要威胁。本项目以受气候变暖严重影响的内蒙古东北部草原为案例，对我国草原生态系统中雀形目鸟类与食源昆虫间的营养关系匹配性及雀形目鸟类HPG轴的分泌节律及繁殖行为节律的可塑性在应对营养错配中的作用进行了研究。项目以亚洲短趾百灵(Calandrella cheleensis)为例，研究了幼鸟出生高峰与食源昆虫幼虫发生高峰的匹配关系，分析了环境温度对该物种的HPG轴分泌节律及繁殖行为节律的影响，探讨了HPG轴的分泌节律及繁殖行为节律在不同温度年份间的可塑性及其在应对气候变化引发的营养关系错配中的作用。项目组三年的野外研究取得以下主要结果：首先，春季极端高温或极端低温均可导致亚洲短趾百灵的幼鸟错过其食物（蝗虫幼虫）高峰期，幼鸟成活率显著下降。第二，春季气温可在一定范围内影响亚洲短趾百灵的HPG轴内分泌启动时间，但由于昆虫幼虫出现时间随春季温度变化的范围更大，在春季气温极端升高或极端下降的年份，HPG轴启动时间的变化不足以使幼鸟出壳期与昆虫幼虫高峰期匹配。第三，亚州短趾百灵的HPG轴内分泌节律及繁殖行为节律存在个体多态性，初步研究表明这种多态性与Clock基因的多态性相关，因此需要开展进一步研究以了解繁殖节律的个体间多态性在鸟类应对气候变化导致的营养错配中的作用机制。本项目的研究成果表明气候变化正在通过营养关系错配的方式威胁我国东北部草原雀形目鸟类的生存，环境温度可在一定程度上调整鸟类的繁殖节律，但这种表型可塑性不足以应对极端温度变化导致的营养错配，鸟类的应对营养错配的机制需要继续深入研究。我国重要生态系统中的鸟类与食源昆虫的营养关系错配这一气候变化导致的生态问题应得到更多关注。