外来物种红耳龟听力可塑性研究

Auditory plasticity is an animal’s adaptive physical response to external stimuli. Research on auditory plasticity enhances the understanding of how animals receive and process voice signals. Turtles are the oldest group among living reptiles. Most people mistake them as long-living dumb and deaf animals. However, the red-eared slider (Trachemys scripta elegans) is listed as one of the one hundred most threatening species by the IUCN with a wide distribution and powerful physiological tolerance; this makes it a good model for physiological and ecological studies. In this project, we aim to study its auditory plasticity during different developmental stages, breeding seasons, and environmental temperatures at morphological, electrophysiological, and hormonal levels. The results thus obtained will help better understand this ancient animal’s auditory system’s adaption to the environment and its acoustic communication, which can potentially provide a basis for developing preventative and control measures against its invasion as well. These results can further be valuable in studies on maintaining or restoring health of human auditory systems.

听觉作为声音通讯的重要环节，对动物的生存和繁殖产生重要影响。听力可塑性是动物对自身生理和外界环境变化的适应性响应。特殊类群听力可塑性的研究有助于理解动物听觉系统的进化。龟类是现生爬行动物中最古老的类群，大多数人仍然误认为龟类是长寿的“哑巴”，甚至“聋子”，个体间不能进行声音通讯。红耳龟（Trachemys scripta elegans）被列入世界自然保护联盟（IUCN）公布的全球100种最具威胁的物种之一，其分布范围广，生理耐受性强，是开展生理生态学研究的较好材料。本项目拟在前期工作的基础上，从形态结构、电生理、激素水平三个层次对红耳龟不同发育阶段、不同繁殖状态、不同环境温度下的听力可塑性及其调控机制展开研究，研究结果对理解该古老动物类群听觉系统对环境的适应性进化具有重要意义，为防控该外来物种的入侵提供依据，同时为研究动物声音通讯的进化提供资料，对人类听力保持和恢复研究也具有重要启示。

听觉作为声音通讯的重要环节，对动物的生存和繁殖产生重要影响。听力可塑性是动物对自身生理和外界环境变化的适应性响应。特殊类群听力可塑性的研究有助于理解动物听觉系统的进化。龟类是现生爬行动物中最古老的类群，大多数人仍然误认为龟类是长寿的“哑巴”，甚至“聋子”，个体间不能进行声音通讯。红耳龟（Trachemys scripta elegans）被列入世界自然保护联盟（IUCN）公布的全球100种最具威胁的物种之一，其分布范围广，生理耐受性强，是开展生理生态学研究的较好材料。本项目在前期工作的基础上，从形态结构、电生理、激素水平三个层次对红耳龟不同发育阶段、不同繁殖状态、不同环境温度下的听力可塑性及其调控机制展开研究。结果发现：红耳龟听力存在两性异形，且与鼓膜大小无关。不同年龄的红耳龟对不同频率段声音的敏感性存在差异。不同发育阶段的红耳龟对高频声音的敏感性存在性别差异，雌性红耳龟1年龄后听力仍继续发育，而雄性红耳龟1年龄时听力发育完善。听力的季节可塑性伴随听觉季节功能的变化，促进了红耳龟的繁殖，揭示了红耳龟听觉在不同繁殖状态下较强的适应性。性激素对不同繁殖状态下的红耳龟听力可塑性无明显调节作用。温度显著影响了红耳龟的听力。在一定温度范围内（10–30℃），随着温度升高，红耳龟听力的敏感性增强，表明红耳龟的听觉能够根据不同的环境温度做出适应性的响应，并体现了热倾向性。当环境温度较高（40℃）时，红耳龟对中低频率（0.5–0.8 kHz）声音信号的敏感性下降，对高频率（1.0–1.3 kHz）的敏感性增加，体现了听觉在应对高温时的独特性。结果表明：红耳龟的听力在应对自身生理和外界环境因素变化的过程中均表现出了较强的可塑性，这有利于红耳龟根据环境变化通过的改变听力敏感性，增加了听觉功能的适应性。研究结果对理解该古老动物类群听觉系统对环境的适应性进化具有重要意义，同时为研究动物声音通讯的进化提供资料，对人类听力保持和恢复研究也具有重要启示。