空间行为和亲缘关系联动模式在长爪沙鼠种群调节中的作用

It has become one of the cross-frontier issues that spacing behaviour and kin-structure drive population dynamics to behaviour and population ecologist in recent years.The "kinship hypothesis" based on kin selection theory posits that space and temporal changes in kin structure among territorial animals producing delayed density-dependent changes in aggressiveness and social tolerance, which in turn influence recruitment and survival,then regulate density.These predictions have been rarely tested in natural populations.In this porgram, We will examine temporal changes in pairwise genetic relatedness of each or between group and individuals spacing behaviors in a natural fluctuating population of Meriones unguiculatus.The objectives of our study were to 1)examine association patterns of kin structure influences aggressiveness,scent mark or dispersal(or philopatry); 2)estimate the changing patterns of kin structure and agressiveness,scent mark dispersal through the increase phase and decline phase of population;3) determine the relationship between spacing behaviour and kinship and recruitment or survival. Here we will use capture-recapture methods to monitor the population, microsatellite DNA markers to resolve changing patterns of kin structure, and neutral arena paradigm of animal dyadic encounters to measure the aggressiveness and mark behaviors. Finally, integrating our results, we will discuss the correlation effects of social kin structure and spacing behaviors on population dynamics in Meriones unguiculatus, and reveal the role of kin selection in population regulating, which maybe rich theory of population self-regulation in rodents.On the other hand these results could provide some valuable information to the management in rodent pests.

探讨空间行为和亲缘关系在种群调节的作用机制，已成为近年动物行为学和种群生态学领域交叉研究的前沿问题之一。亲缘选择理论和行为-遗传假说指出，动物的空间行为和社会容忍度表现随个体间亲缘关系不同而有所差异；当空间行为-亲缘结构变化模式受密度制约时，将通过延迟效应，反作用于后续种群的存活和繁殖格局，调节种群数量。本项目拟通过标志重捕，行为实验跟踪以及分子遗传学手段，测定长爪沙鼠自然种群波动过程中亲缘关系与扩散和恋家，个体间空间距离以及争斗行为的动态表现，以期：1）检验空间行为的亲缘效应；2）分析空间行为-亲缘结构联动模式的时空特征及其密度制约性；3）明确空间行为和社群亲缘状况对后续种群补充和存活的反馈方式和强度。整合上述结果阐明空间行为-亲缘关系在长爪沙鼠种群波动中的联合效应，揭示亲缘选择在其行为-遗传调节中的相关机制，为丰富群居性啮齿动物种群调节的理论认识和寻求有效的鼠害管理对策提供科学资料。

本项目研究于2014-2017年，采用标志重捕法对长爪沙鼠 (Meriones unguiculatus)自然种群进行了监测，同时测定了不同家群成年个体间的社会行为，运用社会网络分析法定量研究了长爪沙鼠的社会交往格局，并结合微卫星技术分析种群遗传特征及个体亲缘关系，探讨了长爪沙鼠空间行为和亲缘结构的生活史适应特征及其对种群密度的响应机制。主要结果与结论如下： 1）4年研究期间该沙鼠种群处于种群波动周期的下降时段，种群遗传分析结果显示沙鼠种群的等位基因数和有效等位基因数存在显著的年间差异，随种群密度减小而显著降低，低密度期由遗传漂变导致等位基因丧失的同时，又没有足够的外来个体弥补个体是其主要原因，暗示了外来迁入即个体的空间行为对维持种群高水平遗传多样性的重要性。此外种群Fis和Fst年间差异趋势明显，支持种群波动社会生物学假说中Charnov和Finerty提出的低密度期近亲交配强度增加的预测。2）整合遗传系数和空间距离对行为影响的分析结果发现亲缘关系和空间距离对不同家群个体间的友好行为影响显著，且显示密度效应，即在高密度期，遗传系数越大、空间距离越近，友好行为的持续时间越长。在低密度期，友好行为不受个体间遗传系数影响；但该行为的持续时间随着空间距离增加而缩短。3）社会网络分析结果表明在群体水平上，长爪沙鼠贮食期的同配性显著大于繁殖期的同配性，反映了家群内个体之间的交往强度在贮食期显著上升。在个体水平上，个接近中心度和中间中心度在贮食期显著降低，而节点中心度在贮食期显著上升，反映了社会网络的连通性下降，表明集群性增强，且选择社交伙伴有更强的偏好。此外，随着种群密度下降，长爪沙鼠倾向于减少家群间的社会交往。综上所述，通过本项研究明确了长爪沙鼠不同家群个体间的社会行为和交往格局及其对生活史和种群密度变化的响应模式以及家群遗传特征的相应变化，为明晰亲缘关系-社会行为在该鼠种群调节中的作用机理提供了理论数据，亦为深入探索干旱区群居型鼠类种群管理对策提供了理论依据和新的视角。