臂尾轮虫生活史对策适应进化及其对种间共存的影响

本项目以周期性孤雌繁殖的臂尾轮虫属动物为研究对象，采用分子标记和种群生态学研究方法，从进化生物学角度，探讨轮虫生活史对策的适应进化机理及其在物种共存机制中所发挥的作用。鉴于前期工作中已发现同一轮虫种群内不同基因型克隆群可采取不同的生活史对策，本项目拟研究的科学问题是：1 同一种群内不同基因型克隆群的生活史对策多样性？不同的生活史对策是完全由基因决定还是有很大的生态可塑性？2 影响轮虫种群生活史对策适应进化的主要驱动因素有哪些？3 在竞争者存在的情况下，轮虫种群会采取怎样的生活史对策，这种生活史对策对物种共存会产生怎样的影响？课题研究成果可为生活史进化、物种形成与共存理论提供基础数据。

本项目主要探讨了臂尾轮虫不同基因型克隆群的生活史对策多样性及其生态可塑性、影响种群生活史对策适应进化的主要驱动因素以及竞争对生活史和物种共存的影响等科学问题。现已发表SCI论文5篇，国内核心期刊论文2篇，2篇待刊印。主要成果如下：（1）萼花臂尾轮虫（简称萼花）同一种群内不同基因型克隆群休眠卵大小及胚胎大小差异显著；不同克隆休眠卵萌发率在不同萌发温度下差异显著；温度对不同克隆休眠卵萌发模式有显著影响，20℃时大部分克隆休眠卵呈同步式萌发模式，而在10℃时，多数倾向于连续式萌发模式；休眠卵的萌发率和萌发模式与其平均大小不相关。萼花干非混交雌体具3种形态型，不同基因型克隆群中三种表型的分布比例有很大差异。较低萌发温度下，侧棘刺表型个体的比例增加。不同克隆萼花干非混交雌体在饥饿状态下的存活时间差异显著，其耐饥饿能力与休眠卵大小呈显著正相关。不同温度和食物浓度下，不同克隆群的种群增长参数差异显著，但种群适合度与休眠卵大小不相关。休眠卵萌发率较高的克隆具有较高的种群增长率，这种现象在低温时更明显。在低温、低食物浓度下，有侧棘刺表型占优势的克隆的种群增长能力较强。分子标记技术分析结果显示不同基因型克隆群的生活史特征在很大程度上是生态可塑性表现。（2）除温度、食物浓度对轮虫种群生长、繁殖有显著影响外，反映环境水质特征的透明度、溶氧、浊度、总氮、总磷等环境要素与萼花种群的生殖率显著相关；群落总密度及多样性指数也与轮虫种群的生殖率和平均寿命显著相关；不同地理品系对轮虫有性生殖的生殖率和孤雌生殖的内秉增长率等特性影响不明显，但显著影响休眠卵及其后代形态；轮虫种群的总生殖率和平均寿命与其自身的遗传多样性也显著相关。轮虫母体所经历的环境温度和食物浓度可通过影响其所产卵的大小而对后代种群的生活史和适合度产生影响。母体所经历的密度环境也可通过母体效应而影响后代的有性生殖。(3)萼花可依据水体中密度信号来主动调节可受精时间阈值，这种调节是由当代轮虫而不是其母体所感受到的密度信号决定的。该种群密度信号对自身种群和竞争者角突臂尾轮虫种群的增长均有显著的抑制作用，可短期内提高种群增长率r，但显著降低环境容纳量K；而角突的密度信号不论对其自身种群或萼花种群增长影响都不明显。两物种竞争有限资源，这种差异将加速角突对萼花的竞争排斥。获得两对多态性强的萼花微卫星引物；初步探讨了捕食者信号对轮虫生活史的影响。