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        賀蘭山巖羊冬夏季的上毛顯微形態(tài)特征比較1)

        2016-08-08 00:56:54王芮滕麗微劉振生

        王芮 滕麗微 劉振生

        (國家林業(yè)局野生動物保護學(xué)重點開放實驗室(東北林業(yè)大學(xué)),哈爾濱,150040)

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        賀蘭山巖羊冬夏季的上毛顯微形態(tài)特征比較1)

        王芮滕麗微劉振生

        (國家林業(yè)局野生動物保護學(xué)重點開放實驗室(東北林業(yè)大學(xué)),哈爾濱,150040)

        摘要應(yīng)用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡技術(shù),對賀蘭山巖羊(Pseudois nayaur)頸部、背部、腹側(cè)部、腹下部、臀部、腿部、蹄部7個部位冬毛及夏毛形態(tài)特征進行觀察與比較。結(jié)果表明:除過鱗片花紋類型及排列順序表現(xiàn)出一致性外,賀蘭山巖羊7個部位冬毛和夏毛在毛長度、毛伸直長度、卷曲度、毛細度、髓質(zhì)細度、毛髓質(zhì)指數(shù)上均存在一定差異。賀蘭山巖羊上毛髓質(zhì)指數(shù)較高,除蹄部外,其它6個部位保持在90%以上。軀干部毛長度和毛髓質(zhì)指數(shù)顯著高于腿部和蹄部(P<0.05),主要起到保溫功能。腿部和蹄部雜波型鱗片比例最大,皮質(zhì)發(fā)達,主要起到保護功能。這將為賀蘭山巖羊的形態(tài)學(xué)及物種鑒定研究提供一些基礎(chǔ)資料。

        關(guān)鍵詞巖羊;羊毛;毛顯微形態(tài);賀蘭山

        毛是哺乳動物所特有的皮膚衍生物,由內(nèi)向外一般分為3層,包括髓質(zhì)層、皮質(zhì)層、鱗片層[1]。動物毛與外界環(huán)境直接接觸,是高度進化與高度適應(yīng)的結(jié)果[2]。毛的微觀結(jié)構(gòu)由基因控制,具有物種特異性。從1853年開始,毛發(fā)研究至今已有160多年的歷史[3],由于以毛為材料對動物傷害小且易獲取,所以其在物證鑒定、食性、適應(yīng)性評價和毛制品品質(zhì)研究方面具有獨特的優(yōu)勢。

        巖羊(Pseudois nayaur)屬偶蹄目??蒲騺喛茙r羊?qū)?。在我國被列為國家Ⅱ級重點保護野生動物,是青藏高原分布較廣、數(shù)量較多的有蹄類之一[4],對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性具有重要意義[5]。目前,國內(nèi)外對巖羊的研究已有很多,如巖羊分類學(xué)[6]、種群生態(tài)學(xué)[7]、種群遺傳學(xué)[8]等方面的研究。但有關(guān)巖羊毛顯微形態(tài)研究方面的報道較少。本文以賀蘭山巖羊上毛作為研究對象,分別測量了冬季、夏季的巖羊(雌性和雄性)7個部位毛顯微形態(tài)數(shù)據(jù),并對其季節(jié)性差異和部位差異進行比較,以期擴大動物毛發(fā)數(shù)據(jù)庫,為巖羊這一物種的形態(tài)學(xué)研究、野外鑒定及相關(guān)保護措施制定提供一定的生物學(xué)基礎(chǔ)資料。

        1研究地概況

        賀蘭山坐落在寧夏回族自治區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)交界處,位于銀川平原與阿拉善高原之間,地理坐標為N38°21′~39°22′、E105°49′~106°42′。屬陰山山系,山勢呈西南-東北走向。南北長約250km,東西寬20~40km,海拔一般為2 000~3 000m。賀蘭山深居內(nèi)陸,是典型的大陸性氣候,具有冬長夏短、春寒秋涼的特點。冬季受蒙古冷高壓控制,長達5個月,寒冷而干燥。年平均氣溫為-0.9 ℃,極端最高氣溫為35.2 ℃,極端最低氣溫為-31 ℃。該地區(qū)年降水量180~200mm,無霜期約185d。由于海拔較高,植被垂直分異明顯且?guī)ёV復(fù)雜。按植被型,可劃分成4個植被垂直帶:荒漠草原帶→低山草原、灌叢帶→中山針葉林帶→高山灌叢、草甸帶。

        2材料與方法

        2015年7月5—13日、12月20—26日,在寧夏銀川中山公園動物園、保定園內(nèi)于賀蘭山救助的野生巖羊(♂4♀6)成體,采集頸部、背部、腹側(cè)、腹下、臀部、腿部、蹄部7個部位夏季和冬季上毛。在實驗室按照性別和季節(jié)分類,每個部位選取完整的毛(具有毛根、毛干、毛尖)50根。

        光學(xué)顯微鏡樣本的制備:將毛樣置于小燒杯中,用脫脂夜(乙醚和95%乙醇按體積1∶1組成)脫脂10min,置于無水乙醇中脫水2min;將脫水后毛樣置于二甲苯中透明15min;最后用無水乙醇清洗并自然晾干。將晾干的毛樣本放到清潔的無機玻璃片上,用樹膠加蓋玻片封固,貼標簽,等待樹膠晾干。

        掃描電鏡樣本制備:將毛樣放置于KQ5200DB超聲波清洗器中清洗4h,自然干燥后,粘附在日新0.5mm雙面碳導(dǎo)電膠帶上,放置于IB25離子濺射儀中鍍金30s。將鍍金后的毛樣本再粘附到JCM-5000掃描電鏡載物臺上觀察并拍照。

        數(shù)據(jù)測量:毛長度指自然狀態(tài)下由毛根到毛尖的距離;毛的伸直長度指將毛伸直后由毛根到毛尖的距離。毛長度及毛伸直長度,均采用德國美耐特數(shù)顯游標卡尺直接讀數(shù)。每個樣本的毛細度、髓質(zhì)細度,通過裝有線形顯微測微尺的Olympus顯微鏡下測量(均在毛的最粗段測量)。此外,毛卷曲度=((毛伸直長度-毛長度)/毛伸直長度)×100%,毛髓質(zhì)指數(shù)=(毛髓質(zhì)細度/毛細度)×100%。利用JCM-5000掃描電鏡自帶軟件對鱗片類型所占比例進行測算。

        用Excel與SPSS22.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析;利用單因素方差分析中的最小顯著差數(shù)法(LSD)進行差異顯著性檢驗。

        3結(jié)果與分析

        由表1可見:賀蘭山巖羊7個部位毛的伸直長度的趨勢,總體保持以腹側(cè)、腹下和臀部最長(冬毛32.54~86.53mm,夏毛23.91~67.12mm),背部、頸部次之(冬毛32.48~63.21mm,夏毛38.95~58.49mm),腿部(冬毛29.41~45.57mm,夏毛28.67~43.11mm)和蹄部(冬毛17.68~23.72mm,夏毛14.28~23.50mm)最短;并且軀干部(腹側(cè)、腹下、臀部)毛長度和伸直長度,均顯著高于腿部和蹄部(P<0.05)。除蹄部外,其他6個部位冬季毛長度和毛伸直長度,都顯著高于夏季(P<0.05)。比較同一季節(jié)的雌性和雄性7個部位毛伸直長度平均值發(fā)現(xiàn),冬季巖羊雄性毛伸直長度((52.94±12.77)mm)顯著大于雌性((46.67±11.68)mm),而夏季差異不顯著。

        表1 冬夏兩季賀蘭山巖羊7個部位毛的指標數(shù)值統(tǒng)計

        部位卷曲度/%冬季♂♀夏季♂♀髓質(zhì)細度/μm冬季♂♀夏季♂♀頸部(6.41±5.30)b(5.96±6.36)ab(3.20±0.98)bc(6.56±2.49)ab(158.04±13.30)c(174.41±15.95)b(145.04±14.34)cd(155.32±12.81)c背部(7.03±3.68)b(6.25±2.03)ab(2.63±0.84)c(3.09±1.69)d(176.51±11.73)b(180.71±9.33)b(154.47±19.72)bc(154.87±23.79)bc腹側(cè)部(7.05±2.46)b(4.33±2.61)ab(4.36±2.61)bc(3.61±1.78)cd(182.06±16.06)b(197.95±38.16)a(160.21±20.48)b(167.98±7.90)ab腹下部(8.63±8.77)b(6.63±5.74)a(4.71±2.62)ab(8.88±4.88)a(225.60±30.28)a(189.98±19.80)a(185.53±15.32)a(170.67±22.39)a臀部(19.10±7.59)a(6.83±4.22)a(6.66±2.79)a(5.99±2.98)bc(178.57±11.38)b(188.99±18.84)a(162.52±13.70)b(177.79±23.52)a腿部(8.57±4.50)b(7.52±3.43)a(6.57±2.13)a(6.79±3.34)ab(147.62±19.08)d(135.62±34.74)c(138.89±13.51)d(104.99±21.16)d蹄部(3.34±2.16)b(2.86±2.09)b(4.76±3.91)ab(3.63±1.92)cd(90.96±5.70)e(86.52±13.85)d(78.30±17.70)e(72.99±20.98)e

        部位毛細度/μm冬季♂♀夏季♂♀髓質(zhì)指數(shù)/%冬季♂♀夏季♂♀頸部(166.60±13.49)c(182.21±17.56)c(154.58±14.89)c(165.30±12.58)bc(94.84±1.07)c(95.77±1.26)b(93.81±0.96)b(93.93±1.04)a背部(181.88±11.20)b(186.47±9.21)b(162.16±19.77)bc(161.70±22.95)c(97.02±0.93)a(96.91±0.72)a(95.20±1.13)ab(95.59±2.18)a腹側(cè)部(188.48±15.83)b(206.38±36.82)a(168.97±20.80)b(177.58±8.26)ab(96.56±0.66)ab(95.83±0.76)b(94.77±0.94)ab(94.59±0.79)a腹下部(235.11±30.65)a(200.13±19.93)a(196.03±16.32)a(180.56±20.89)a(95.90±0.80)b(94.88±1.07)b(94.66±1.09)ab(94.37±2.03)a臀部(184.70±11.42)b(194.98±20.70)ab(169.98±14.07)b(185.69±24.59)a(96.67±0.71)ab(96.99±0.88)a(95.61±0.74)a(95.75±1.09)a腿部(160.90±15.57)c(148.13±35.54)d(154.29±16.90)c(116.40±22.61)d(91.44±3.75)d(91.27±2.61)c(90.13±1.81)c(90.08±2.66)b蹄部(109.98±4.45)d(111.07±15.97)e(100.99±20.04)e(96.79±22.71)e(82.68±3.02)e(77.81±11.26)d(77.29±5.55)d(74.98±10.71)c

        注:表中數(shù)據(jù)為“平均值±標準差”;同列不同字母表示兩組數(shù)統(tǒng)計學(xué)上具有顯著性差異(P<0.05)。

        上毛的卷曲度,沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性差異。雄性冬毛,以臀部卷曲度最大,其他6個部位無顯著性差異;雌性冬毛,以腿部、臀部、腹下部最大,蹄部最小。雄性夏毛,臀部和腿部卷曲度最大,且卷曲度顯著大于頸部和背部(P<0.05);雌性夏毛,卷曲度以腹下部最大,且顯著大于背部(P<0.05)。

        由表1可見:冬夏兩季7個部位毛細度和毛髓質(zhì)細度均有差異。其中:雌性巖羊,冬毛毛細度為56.12~356.24μm、毛髓質(zhì)細度為59.88~339.16μm,夏毛毛細度為57.88~229.54μm、毛髓質(zhì)細度為41.92~219.60μm;雄性巖羊,冬毛毛細度為104.71~307.44μm、毛髓質(zhì)細度為81.84~292.80μm,夏毛毛細度為64.87~219.60μm、毛髓質(zhì)細度為44.91~209.41μm;冬毛的平均毛細度和毛髓質(zhì)細度大于夏毛,并且雄性上毛平均毛細度和毛髓質(zhì)細度大于雌性。

        冬毛7個部位平均毛髓質(zhì)細度,從大到小依次為為腹下、腹側(cè)、臀部、背部、頸部、腿部、蹄部;腹下部顯著高于腿部和蹄部(P<0.05),臀部和腹側(cè)部無顯著差異(P>0.05)。夏毛平均毛細度,從大到小依次為腹下、臀部、腹側(cè)、背部、頸部、腿部、蹄部。其中,頸部和背部無顯著差異(P>0.05)。經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)檢驗,賀蘭山巖羊的毛細度變化與毛髓質(zhì)細度變化趨勢一致,毛細度由臀部向頭部遞減。

        毛髓質(zhì)指數(shù)是衡量動物髓腔大小的重要指標。賀蘭山巖羊髓質(zhì)指數(shù)較高,除蹄部外,其它部位髓質(zhì)指數(shù)均在90%以上。臀部和背部髓質(zhì)指數(shù)無顯著差異(P>0.05),顯著高于腿部和蹄部(P<0.05)。臀部、背部、腹側(cè)部、腹下部這4個部位髓質(zhì)指數(shù)為本次所測7個部位中最高部位,頸部和腿部次之,蹄部髓質(zhì)指數(shù)最小。

        結(jié)合掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),雌性與雄性的鱗片花紋類型及排列順序,無論冬季還是夏季均是相同的(見表2);上毛主要包含冠狀型、雜波型、鑲嵌型、扁平型4種鱗片類型(見圖1)。

        表2 賀蘭山巖羊上毛鱗片花紋類型及排列方式

        A為冠狀型;B為扁平型;C為鑲嵌型;D為雜波型。

        4結(jié)論與討論

        為了適應(yīng)冬季寒冷的氣候,賀蘭山巖羊毛長度整體增大,尤其以軀干部毛長度最大。與此同時,賀蘭山巖羊冬季上毛毛細度和髓質(zhì)細度由軀干部向身體兩端相應(yīng)加大。毛細度和髓質(zhì)細度的增大,使得單位體積毛髓腔內(nèi)部容納了更多靜止空氣,從而在動物體表形成一個體積更大的相對靜止空氣層[9],為動物體適應(yīng)寒冷氣候奠定了基礎(chǔ)。賀蘭山具有獨特的山地氣候特征,冬季嚴寒,夏季溫涼。巖羊為了在氣候多變的賀蘭山地區(qū)長期生存,除蹄部外,無論夏季還是冬季髓質(zhì)指數(shù)都保持在90%以上,處于較高水平。

        野生賀蘭山巖羊,常在高密度的灌木叢以及陡峭的巖間取食和活動。圈養(yǎng)條件下,有38.65%的時間都用于臥息,四肢位于腹下直接著地,最后臀部著地。雄性的運動行為高于雌性,而臥息、取食等行為低于雌性[10]。本次實驗中,毛卷曲度最大的部位主要集中在臀部、四肢與腹部,我們猜測毛卷曲度與動物的行為節(jié)律有關(guān),遺憾的是本次并沒有在雌性和雄性巖羊間獲得規(guī)律性結(jié)果。巖羊的不同行為活動,使得身體不同部位的毛受外界環(huán)境的磨損強度也有所差異。通過掃描電鏡拍得照片可以看出,背部、臀部、蹄部、腿部都出現(xiàn)了雜波型鱗片,雜波型鱗片的復(fù)雜程度與摩擦方式和強度有關(guān)[11]。賀蘭山巖羊腿部、蹄部雜波型鱗片比例最大,說明其磨損的程度大,最需要保護。與此同時我們發(fā)現(xiàn),相對于其他部位而言,腿部、蹄部毛的髓質(zhì)指數(shù)最低,發(fā)達的皮質(zhì)層使得毛不容易折斷,以此來行使保護功能。

        本次實驗主要以賀蘭山巖羊上毛為研究對象,采樣過程中發(fā)現(xiàn)巖羊7個部位絨毛的分布比例也有所差異,本次尚未討論。今后還需要進行補充說明,為巖羊這一物種的鑒定積累更加豐富、詳盡的資料。

        參考文獻

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        第一作者簡介:王芮,女,1991年12月生,國家林業(yè)局野生動物保護學(xué)重點開放實驗室(東北林業(yè)大學(xué)),碩士研究生。E-mail:471366077@qq.com。 通信作者:劉振生,國家林業(yè)局野生動物保護學(xué)重點開放實驗室(東北林業(yè)大學(xué)),教授。E-mail:zhenshengliu@163.net。

        收稿日期:2016年3月22日。

        分類號Q954

        HairMicro-morphologyCharacteristicsbetweenSummerandWinterinBlueSheepfromHelanMountains//

        WangRui,TengLiwei,LiuZhensheng

        (KeyLaboratoryofConservationBiology,StateForestryAdministration,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,P.R.China)//JournalofNortheastForestryUniversity,2016,44(8):97-100.

        Weobservedthehairofbluesheep(Pseudois nayaur)inHelanMountainsusingopticalmicroscopyandscanningelectronmicroscopytocomparemorphologycharacteristicsamongneck,back,veutro,abdomen,hip,legandhoofbothinwinterandsummer.Sevendifferentpartshadsimilarityandconsistencyinscaletypesandtheorderofscaletypearrangement.Whiletherewasdifferenceinhaircurledlength,hairuncurledlength,crimpratio,medullarydiameterofhair,diameterofhair,andmedullaryindexofhair.Themedullaryindexofhairinbluesheepwashigh,inadditiontothehoof,theothersixpartsremainedabove90%.Thehairlengthandhairmedullaindexofthetrunkweresignificantlyhigherthanthoseofthelegsandhooves(P<0.05),andthehairoftrunkhadmainfunctioninheatpreservation.Legsandhooves,owningthelargestproportionofirregularwavescaleandcortex,hadmainfunctioninprotection.

        KeywordsBlue sheep (Pseudois nayaur); Sheep hair; Hair micro-morphology; Helan Mountains

        1)中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費項目(2572014CA03);國家自然科學(xué)基金項目(31372221)。

        責任編輯:張玉。

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