《對極端氣候的適應：沙蜥屬蜥蜴的卵胎生進化》是依託南京師範大學，由計翔擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：對極端氣候的適應：沙蜥屬蜥蜴的卵胎生進化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：計翔
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
沙蜥屬蜥蜴生活於寒冷或溫差變幅大的乾旱氣候區，區內環境異質性高且有世界上最高海拔分布的物種，是研究爬行動物對極端氣候區脅迫環境的適應和卵胎生進化的理想材料。本項目將套用進化生態和生理生態的理論和方法，採用野外和實驗室工作相結合的實驗設計，著重研究（1）初生卵內胚胎髮育時期的趨中和離散測定值與環境溫濕度平均作用水平和變異度之間的關係，從現生卵生物種中尋找卵胎生漸進進化的線索；（2）我國卵生和卵胎生沙蜥空間分布格局形成的可能機制，以及繁殖代價在決定卵生和卵胎生空間分布格局方面的作用；（3）極端氣候區卵胎生的適應意義，卵胎生對全球變暖氣候變遷影響的緩衝作用；（4）辨析對形態特徵種內和種間變異具有關鍵貢獻的形態指標，分析其與繁殖模式、卵滯留時間和野外分布的關係，構建基於形態數據的系統發生樹。卵胎生進化是國際上倍受關注的重大前沿課題，本研究對深入了解爬行動物卵胎生進化具有重要的科學價值。
結題摘要
卵胎生進化及其適應意義一直是進化生物學領域倍受關注的核心研究內容之一。卵胎生是卵生物種通過逐漸延長受精卵體內滯留時間直至產出幼仔進化而來的繁殖模式，有鱗類爬行動物中至少有100個獨立進化支系，遠比其它脊椎動物的總和更為豐富。沙蜥屬內具有卵生和卵胎生物種，分布區環境條件異質性高且惡劣，為研究卵胎生進化提供了理想的材料。本研究主要在青藏高原、新疆及臨近區域收集了國內現有的15種卵生和卵胎生沙蜥的分布區環境變數、野外巢穴水熱環境數據、形態和繁殖數據，對照同屬卵生物種研究卵胎生的進化成因和適應意義。主要實驗內容：同園實驗飼養不同物種或種群的蜥蜴，研究形態和雌體繁殖特徵的種間和種內變異；操縱背景環境溫度，研究全球暖化為特徵的氣候變遷對卵生和卵胎生沙蜥的區別影響；用催產素和操縱基質濕度分別縮短和延長受精卵滯留時間，擴大新生卵胚胎髮育期的變異範圍，研究卵滯留時間是否與後代適合度相關；用模具限制孵化卵吸水增大體積，研究母體腹腔空間是否是卵胎生進化的制約因素；同園實驗飼養產出或孵出幼體至性成熟並繁殖，跨世代研究形態和雌體繁殖特徵的種間和種內變異；在泛青海湖地區採集青海沙蜥種組三種（貴南、貴德和青海）沙蜥，結合線粒體和微衛星分子標記探討青藏高原隆起所致的環境變化與形態分化和生態物種形成的關係。主要結果：1、形態和繁殖生活史特徵的種間和種內變異與相關物種或種群的區域適應有關；同域共棲沙蜥因微生境利用不同而顯示胚胎熱敏性的種間差異。2、雌體繁殖與氣候條件有關，後代（卵或幼仔）大小、生育力、繁殖輸出與年平均溫度、最熱和最冷季月平均溫度、年降水量、最熱和最冷季月降水量有關。3、沙蜥屬卵胎生進化與新生代全球氣溫變冷有關，與青藏高原隆起無關，卵胎生物種分化與伴隨青藏高原隆起的氣候和環境變化有關。4、卵胎生沙蜥胚胎髮育起始低溫高於卵生沙蜥，低孕期溫度減緩但不停滯胚胎髮育，孕期雌體為最大程度縮短發育時間並產出高質量的後代而將體溫維持在接近胚胎耐受上限水平；卵胎生是對當前高海拔環境的適應，與高海拔地區缺乏母體調溫無法完成胚胎髮育有關。5、受精卵滯留時長並非是一個直接與適合度相關的特徵，卵孵化過程中吸水增大對胚胎髮育成功與否和後代表型有重要影響；有限的母體腹腔空間是制約卵胎生進化的重要因素，但卵胎生進化並不伴隨腹腔空間的相對增加。6、形態和生活史數據顯示與分子數據（線粒體和微衛星標記）不同的生物地理格局。
