高原林蛙关键生活史性状的海拔变异及其适应性和成因分析

Life history strategies, shaped in the long-term processes of natural selection, are ecological, physiological and behavioral patterns that adapt to organisms’ living environment. It’s easier to understand the adaptive relationship between organisms and environments by studying the life history traits of organisms that live in the extreme environments. Under the context of global amphibian population declines, it is vitally important to studying patterns of life history traits of Amphibians living in the extreme environments. In this project, we will study the life history traits of Rana kukunoris, one of frog species living in Tibetan Plateau. We will investigate altitudinal variation of key life history traits, such as sex ratio, mating pattern, reproductive investment, egg number, egg size, offspring's growth and development, age and body size of adult frogs, using field observation, confirmatory experiment and molecular methods. The integrative methods of this project will contribute our understanding of evolutionary mechanisms of amphibians living in extreme environments, providing theoretical basis for conservation of high-altitude species under the context of rapid environmental changes.

生活史策略是物种在长期自然选择过程中所形成的，适应其生存环境的生态、生理和行为模式。研究极端环境下有机体的生活史特征，更可能深入透视生物对环境适应的本质规律。在全球两栖动物种群数量急剧下降的背景下，研究极端环境下的两栖动物的生活史性状显得尤其重要。本项目选择青藏高原极端环境为背景，以青藏高原特有的高原林蛙(Rana kukunoris)为研究对象，通过野外观察、验证实验和分子生物学的方法，对其性比、配对系统、繁殖投入、窝卵数、卵大小、后代的生长和发育、年龄和身体大小等关键生活史性状的海拔变异进行研究，旨在阐明两栖类在高海拔地区极端环境下的生活史进化机制，同时为理解高海拔两栖类物种对全球环境变化的响应方式提供线索，为高海拔地区的物种保护提供科学依据。

生活史策略是物种在长期自然选择过程中所形成的，适应其生存环境的生态、生理和行为模式。研究极端环境下有机体的生活史特征，更能深入透视生物对环境适应的本质规律。本项目选择青藏高原极端环境为背景，以青藏高原特有的高原林蛙( Rana kukunoris)为研究对象，通过野外观察、验证实验和分子生物学的方法，对其性比与配对系统、繁殖投入和后代数量与大小、后代的生长发育、年龄和身体大小等关键生活史性状的海拔变异进行研究。研究结果表明，1）高原林蛙配对系统具有种群间差异，总的来说具有明显的大小匹配模式，但该模式没有海拔变化趋势；2）高原林蛙采用了两面下注的繁殖策略，高原林蛙的窝卵数、卵大小和窝卵容量随海拔呈现先增加（2000-3500 m）后减少的变化趋势(3500-4400 m)；3）其后代蝌蚪采用了基于栖息环境的局部温度适应的生长发育模式，高海拔种群其蝌蚪在低温下发育快，低海拔种群蝌蚪在高温下发育快。水中溶氧量和低剂量的紫外线辐射对其影响较小; 4）高原林蛙的身体大小没有明显的海拔变化趋势，但平均年龄随海拔增加而增大。