《鳥類個體發育過程中骨骼外部形態與內部構造的變化》是依託首都師範大學，由張子慧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鳥類個體發育過程中骨骼外部形態與內部構造的變化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張子慧
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
骨骼的外部形態是鳥類分類、系統發育的重要依據；內部構造與骨骼的力學性能密切相關，對探討動物的習性及運動方式具有重要意義。本課題擬通過組織學、幾何形態測量以及顯微CT等技術方方法，對現生鳥類個體發育過程中骨骼的量度、外部形態、組織及三維結構的動態變化進行系統的研究，揭示骨骼內部結構與外部形態在不同發育階段的特點及兩者之間的關係，分析不同發育時期骨骼的力學性能變化。為評估亞成體化石鳥類所處的發育階段並對其分類問題進行必要的修訂提供依據；為古鳥類運動及習性重建，系統發育等研究奠定基礎。
結題摘要
體重變化對動物的生理、運動、生態和行為具有顯著影響。根據項目申請書與計畫書的安排開展工作，通過組織學、幾何形態測量以及顯微CT等技術方法，對鳥類個體發育中骨骼的量度、外部形態、組織及三維結構的動態變化進行系統的研究，研究工作主要進展和所取得的成果如下。 1、前後肢骨的異速生長發育 對鵪鶉和家鴿個體發育中前後肢骨骼的異速生長進行了研究，結果表明兩者的前肢骨骼均為正異速生長，而且家鴿發育更快速，這與飛行肌肉、飛羽的急劇發育有關。跗跖骨在鵪鶉為負異速生長，家鴿為正異速發育，這與運動和行為的個體發生有關。 2、皮質骨及骨小梁三維結構變化 骨小梁對負荷的大小和方向變化比皮質骨更敏感，能更好地反映功能的變化。對晚成性和早成性鳥種個體發育中骨小梁三維結構的分析表明兩者在骨小梁密度與空間結構方面呈現為不同的發育類型，通過不同方式滿足不同發育階段的功能需求。鵪鶉生長早期通過骨小梁的異質性排列適應外部載荷，後期通過骨量的增加滿足力學性能；家鴿在具備有效飛行能力前骨小梁的數量、密度、厚度的增加始終伴隨著骨小梁空間排列異質性的提高。骨幹橫截面幾何形狀影響骨骼抵抗外界負荷的能力。研究發現鵪鶉骨幹的橫截面積，慣性矩和極慣性矩關於體重呈等速生長, 家鴿均為負異速生長；鵪鶉最大慣性矩方向偏背-腹側, 家鴿接近內-外側方向；個體發育中鵪鶉的彈性模量增大了2.4倍，家鴿增大約7倍。表明家鴿股骨可能承受較為多變的載荷，或在特定方向上載荷較低，鵪鶉運動中背腹方向的彎曲載荷比較重要。 3、骨組織形態學研究 日本鵪鶉個體發育中股骨和肱骨的骨組織學研究表明股骨的發育和成熟比肱骨更快、更早，這在很大程度上歸因於腿在整個發育過程與運動中的主導作用。肱骨骨幹偏橢圓適於抵抗單一方向外載荷，股骨骨幹偏圓與其承受複雜的多方向載荷有關。肱骨、股骨骨壁厚度不均勻，顯示出在主要受力方向的加厚，提升了骨骼在運動中的安全係數。 4、頭骨的形態變化 喙、眼眶和腦顱是鳥類頭骨的重要組成部分。採用幾何形態學方法研究了日本鵪鶉和家鴿的個體發育中頭骨的形態變化。結果表明，大小和共變對頭骨的整體形態變化有顯著影響。個體發育中，隨著體重的增加，喙部、眶部和後頭部的異速生長在兩個物種間明顯不同，形狀變化也主要發生在這些區域。鳥類孵化後頭骨大小和形狀的變化與孵化前的發育差異有關，也反映適應方式和生活史策略的不同。頭骨的雌雄異型現象僅見於鵪鶉。
