灰喜鵲親屬識別機制隨雛鳥日齡的發育模式

《灰喜鵲親屬識別機制隨雛鳥日齡的發育模式》是依託蘭州大學，由杜波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：灰喜鵲親屬識別機制隨雛鳥日齡的發育模式
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：杜波
• 項目類別：面上項目

項目摘要

親緣理論是動物行為研究的重要理論基石之一。與其相關的爭議當前主要集中在動物是否具備真正的親屬識別能力和親屬識別過程中套用哪些線索。本項目將以灰喜鵲Cyanopica cyana的親屬識別作為研究對象，藉助於基於微衛星基因分型的空間自相關分析和親權鑑定技術，以及等齡雛鳥交叉培養實驗，比較成鳥在面對親屬和非親屬時表達的社會行為差異（包括空間遺傳結構建立、擴散、婚外交配行為、育雛、合作禦敵和同種劫巢），來驗證它們是否能夠識別個體間的親緣度差別。在此基礎上，首先通過差齡雛鳥交叉飼養實驗來檢驗親鳥對子代的識別是否與雛鳥日齡有關，接著通過巢空間位置變更實驗、雛鳥香水實驗和雛鳥乞食鳴叫回放實驗分別檢驗空間位置、氣味和聲信號是否被親鳥用來作為識別子代的線索。最後，藉助對雛鳥大腦轉錄組進行測序和差異表達分析，構建轉錄組隨雛鳥日齡的發育模式，找到影響親屬識別的關鍵性狀及連鎖基因.

結題摘要

按照本項目的計畫，我們在灰喜鵲中檢測了成鳥是否具備對後代的識別能力，以及在親屬識別過程中使用的線索。在19個繁殖群中，套用空間自相關分析，並未發現任何一個繁殖群建立了空間遺傳結構，即灰喜鵲並未建立親屬群。基於對幼鳥的標記-重捕數據，發現灰喜鵲是兩性擴散的鳥類，幼鳥對出生地的忠誠度依賴於其撫育的忠誠度。基於微衛星作為分子標記的親權鑑定技術，監測到灰喜鵲的青藏高原種群具有很高的婚外交配發生頻率，使得婚外父權和婚外母權都頻繁地出現。由此造成被戴綠帽子的繁殖者在婚外父權和婚外母權巢內表現出顯著不同的遞食策略。儘管不論雌雄都無法識別出混合巢內親生後代與無關後代，但它們能夠根據配偶的EPC行為來調整對整個混合巢的遞食策略。另外，對幼鳥的交叉培養實驗的結果顯示，處於發育早期的幼鳥進行交換後，義親不會表現出對義子的選擇性，但對於發育晚期的幼鳥常常會拒絕為其遞食。在發生同種劫巢行為和合作防禦天敵的行為時，個體間的親緣度較遠，灰喜鵲更喜歡與無關的鄰居建立合作關係。以上這些結果都表明，灰喜鵲對親屬的識別機制是隨著雛鳥的成長逐步建立的，而其建立過程依賴於雛鳥的表型性狀的發育。在孵卵期和育雛期早期，親本主要依靠對巢空間位置的識別來歸家並找到自己的後代。在育雛期後期，親本對後代的識別更多地依賴於幼鳥的聲信號。我們通過“差齡雛鳥交叉培養實驗”，證實了親本對後代的識別機制建立時間在幼鳥的12日齡左右，此時，幼鳥的發生機制已經建立，幼鳥的聲信號組成趨於穩定。本項目採集了不同日齡的幼鳥腦組織，通過比較轉錄組分析的方法，嘗試尋找在這個時間拐點前後差異表達的基因，它們可能也被用來作為親屬識別的線索。本項目目前的發現證實了動物親屬識別能力主要是在後天通過學習逐步建立的，並且跟識別信號的時空變化存在顯著相關性。因此，在套用親緣選擇理論解釋動物行為的進化時，應當考慮到生活史不同階段、不同場景帶來的影響。