高原沙鵖在两种不同生境下的繁殖策略研究

Breeding strategy of high-altitude species is a study hotspot by the behavioral and evolutionary ecologists, because it could provide an insight into understanding their adaptative and evolutionary mechanism. However, a number of the systematic mechanisms are still unclear. Tibet Plateau is harsh in environment: cold temperature and poor vegetation, which could facilitate to understand the interactive mechanisms between species and environment. This study will be conducted in this area. We choose Isabelline Wheatears (Oenanthe isabellina) as model species to study their adaptive breeding strategy to the Tibetan Plateau. Two study sites with different habitat types would be selected (meadow vs. gobi desert), which is at similar latitudes and altitudes to control their potential side effects. In this project, we will provide detail breeding biology of this species, their strategy of sex-ratio manipulation and the extra-pair copulation patterns of two populations from distinctive habitat types. We would reveal how the avian breeding strategies varied and adapted to their surrounding environment. This study would fulfill the theory of breeding strategy of high-altitude species.

繁殖策略一直是行为与进化生态学的热点问题，它是理解物种适应与进化的关键切入点。然而，许多基础的理论规律依然不明确。青藏高原环境恶劣，植被简单、稀少，有助于探讨繁殖策略对环境因子的响应机制。本项目以高海拔环境为研究背景，以沙鵖（Oenanthe isabellina）为研究物种，在同一纬度和海拔效应下，选择两种截然不同的生境类型（草原 VS 戈壁荒漠），探讨高海拔鸟类繁殖策略的变异规律与适应机制。本项目围绕沙鵖的基础繁殖参数、性比调控策略和婚外交配策略等三个方面，针对不同生境类型中的繁殖个体展开研究。本课题将提供两种不同生境种群的繁殖生活史资料；揭示不同生境下沙鵖繁殖策略的变化模式；阐明高原鸟类在极端环境下的进化与适应机制。研究结果将丰富和发展高原鸟类繁殖策略的理论体系。

本研究以青藏高原沙鵖（Oenanthe isabellina）为研究物种，选择相同纬度条件下两种不同的繁殖生境(草原和戈壁滩)，围绕沙鵖的繁殖特征参数，性比分配策略和婚外父权模式个方面，探讨高海拔鸟类的繁殖策略的生境变异规律及其适应机制。结果表明：相对于德令哈的戈壁滩种群，天峻草原的沙鵖种群，繁殖时间更晚，窝卵数更多，卵体积更大，双亲递食率更高，但在窝卵数、孵卵期、育雏期和巢繁殖成功率方面没有明显差异。.两种生境种群的三年完整数据表明（天峻66巢共304幼鸟；德令哈34巢共154幼鸟），种群性比没有均偏离平衡，每年及所有年份汇总后的性比数据依然没有偏倚(χ2<1.13，P>2.9）。针对窝内的水平，t检验表明所有窝的平均性比也没有偏倚(三年汇总数据：t65=0.51，P=0.62；每年数据：t<1.17，P>0.26）。所有窝的平均性比也不存在年间差异（F2,63=5.44，P=0.58）。两种不同生境间的性比对比表明种群间没有明显的性比差异。为检验鸟类性比调控的相关假说，以单个巢的雏鸟性比为研究单位，对天峻和德令哈数据分别进行广义线性混合模型分析(GLMMs）。因变量为窝性比，自变量包括窝雏数、繁殖起始时间、雄鸟质量指数、雌鸟质量指数、领域质量、配偶警惕强度、年份等变量纳入模型，无论是全模型还是最小适合模型均表明：后代性比与这些响应变量及有生物学意义的交互作用均无显著关系（|Z|<1.41，P>0.158）。在天峻种群中将放牧强度引入潜在变量时，放牧强度变成了唯一的显著影响因子，中等放牧强度导致性比偏高。.分子数据表明高原沙鵖的婚外后代的比例远低于鸟类的平均水平。对于天峻种群，只有4.55%的巢存在婚外后代，其中1.97%雏鸟属于婚外后代；对于的德令哈种群，只有5.88%的巢存在婚外后代，其中3.25%雏鸟属于婚外所生后代。在两个不同生境的种群中，无论遗传多配制巢的比例还是婚外后代比例均没有显著差异(多配制比例：χ2=0.08，P=0.77；婚外后代比例：χ2 =0.71，P=0.40）。沙鵖遗传多配制比例和婚外后代比例均远低于鸟类平均水平（(χ2>6.171，P<0.013）。GLMMs分析没有发现显著影响遗传交配系统或婚外后代比例的潜在影响因素，较强的领域性及严酷环境限制了婚外交配的发生。本课题丰富和发展了高原鸟类繁殖策略的理论体系。