栗志

（南京師范大學(xué)中北學(xué)院，江蘇 南京 210000）

小鼠是常見的實(shí)驗(yàn)動物，其野生祖先小家鼠是世界范圍內(nèi)廣泛分布的常見哺乳動物。小家鼠在物種意義上的成功和其出色的繁殖能力、廣泛的食性及強(qiáng)大的運(yùn)動能力相關(guān)，而跳躍能力屬于運(yùn)動能力中相當(dāng)重要的一個類別。

小鼠的行走方式屬于跖行式，后肢肌肉較為發(fā)達(dá)，雖然未出現(xiàn)類似跳鼠的結(jié)構(gòu)特征，但可較為靈活的憑借后肢骨骼及肌肉群跳躍。

小鼠通常在第8～10周（56～70日齡）達(dá)到性成熟和體成熟，在20～40日齡生長特別快。小鼠雌雄個體生長速度存在差異，整體看來是雄性生長更為迅速，而且即使是同一品系的小鼠，在不同實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的種群仍可能存在一定的差異。在飼養(yǎng)小鼠的過程中，觀察到高速生長階段前期的幼鼠及后期的亞成年鼠存在主動跳躍行為，其中尤以雄性小鼠更為頻繁，因此這一生長階段的小鼠在活體飼料界有“跳跳”的別稱，成年小鼠無論雌雄，主動跳躍行為均不頻繁，但在食物放置位置較高的情況下仍會進(jìn)行主動跳躍，以便取食，因此通過食物誘使小鼠跳躍以測定其彈跳能力的方法具備較高的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備小鼠彈跳能力測定裝置

圖1 小鼠跳躍能力測定裝置及使用方法

1.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用小鼠在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行饑餓處理（供應(yīng)水但不供應(yīng)食物）6h時(shí)以上，讓其對食餌產(chǎn)生強(qiáng)烈食欲。

2 試驗(yàn)過程

將饑餓處理后的小鼠放置在彈跳能力測定裝置的透明直筒內(nèi)（內(nèi)壁要求光滑，確保小鼠無法攀爬），食餌通過鐵鉤和繩索懸掛在小鼠上方。初始狀態(tài)下食餌懸掛高度較低，小鼠只需要兩足直立即可取食。隨后不斷牽拉繩索，讓食餌懸掛高度逐步增加，當(dāng)食餌懸掛高度提升到某一臨界值，只要再提升極小的高度就導(dǎo)致小鼠無法通過跳躍方式取食時(shí)，從標(biāo)尺上讀出此時(shí)的食餌懸掛高度（等價(jià)于總跳躍高度），減去小鼠站立高度，即為凈跳躍高度（凈跳躍能力）。而小鼠站立高度除以凈跳躍高度所得的商，即為比跳躍能力。

小鼠通過苦味酸做標(biāo)記（為不影響彈跳能力，不選擇斷趾法），測試前記錄體長、體重、性別、日齡等信息。小鼠進(jìn)行跳躍能力測定后恢復(fù)正常進(jìn)食。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 雄性小鼠及雌性小鼠日齡與凈跳躍能力相關(guān)曲線（見圖2）

圖2 不同性別小鼠日齡與凈跳躍能力關(guān)系曲線

3.2 雄性小鼠及雌性小鼠日齡與比跳躍能力相關(guān)曲線（見圖3）

圖3 不同性別小鼠日齡與比跳躍能力關(guān)系曲線

3.3 成年雄性小鼠及雌性小鼠體重與凈跳躍高度相關(guān)曲線（見圖4）

圖4 不同性別小鼠體重與比跳躍能力關(guān)系曲線

4 結(jié)論與分析

小鼠的跳躍能力主要來源于后肢肌肉群收縮時(shí)釋放的能量，因此可認(rèn)為后肢肌肉的發(fā)達(dá)程度是凈跳躍能力/比跳躍能力的強(qiáng)烈正相關(guān)因子，而在起跳瞬間動能及上升過程中空氣阻力大體不變的情況下，跳躍高度和小鼠體重成反比，因此可認(rèn)為小鼠的體重是凈跳躍能力/比跳躍能力的強(qiáng)烈負(fù)相關(guān)因子，而比跳躍能力相對于凈跳躍能力，還多了小鼠站立高度（基本相當(dāng)于小鼠除尾身長）這個負(fù)相關(guān)因子（見圖5）。

圖5 小鼠跳躍能力的影響因子

以上述推論為基礎(chǔ)，可對小鼠跳躍能力做出如下分析：

一般情況下，雄性小鼠相對雌性小鼠有更為發(fā)達(dá)的后肢肌肉群，這可能是雄激素對骨骼肌和骨骼發(fā)育影響的普遍效應(yīng)，但同時(shí)也擁有更高的體重，這兩者因素同時(shí)對小鼠的跳躍高度施加影響，在測定凈跳躍能力時(shí)，雄性小鼠更為發(fā)達(dá)的后肢肌肉群的影響超過了更高體重的影響，因此雄性小鼠的凈跳躍能力高于雌性小鼠，而測定比跳躍高度時(shí)需要將雄性小鼠更大的站立高度作為影響因子引入，造成了部分時(shí)間點(diǎn)雄性小鼠和雌性小鼠的比跳躍能力出現(xiàn)數(shù)據(jù)交錯。

小鼠生長過程包含了肌肉組織的發(fā)育和體重增加，兩者對跳躍能力的影響存在拮抗，在生長早期，肌肉組織的生長速度明顯大于體重增加的速度，因此凈跳躍能力顯著增加，在生長晚期，體重增加速度逐步追趕上肌肉組織生長，因此凈跳躍能力在成年時(shí)逐步趨于穩(wěn)定。而小鼠生長過程中比跳躍能力需要引入小鼠站立高度（基本相當(dāng)于去尾體長）增長的因素，因此出現(xiàn)了大亞成年小鼠比跳躍高度超過成年小鼠的情況，推測在50日齡時(shí)小鼠后肢肌肉群生長已經(jīng)基本完成，但體長增長仍持續(xù)一段時(shí)間。

成年小鼠，瘦弱狀態(tài)的小鼠后肢肌肉群發(fā)達(dá)程度不佳，即使體重小于正常小鼠，依然出現(xiàn)了小幅度的凈跳躍能力下降，而超重/肥胖小鼠雖然后肢肌肉群發(fā)達(dá)程度正常，但體重的顯著增加導(dǎo)致了凈跳躍能力的大幅度下降。

瘦弱小鼠和超重小鼠通過飲食和運(yùn)動條件恢復(fù)正常體重對應(yīng)的跳躍能力變化仍需進(jìn)一步研究。