亲本大小、繁殖投入及亲缘关系对中华大蟾蜍子代生长发育的影响

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hmilymemo
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动物的配偶选择会影响其繁殖成功率,雌雄个体均会选择优质的个体做为配偶,如雄性会竞争个体较大的雌性作为配偶,雌性也趋于选择个体较大、亲缘关系较远的雄性作为配偶。个体较大的亲本或更高的繁殖投入,可能提高后代的适合度(如更快的生长和发育速度,更大的个体大小等);近亲交配或远亲交配会造成近交衰退或远交衰退,会对子代生长发育和适合度产生不利影响。因此,系统分析和探讨亲本大小、亲本投入及亲本亲缘关系对其子代生长发育影响,可以为研究动物的性选择和繁殖策略提供依据。中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)种群数量大,分布范围广,具有爆发式繁殖的行为习性,成体繁殖和子代发育至幼体周期较短,是研究亲本状况与其子代状况之间关系的优良模式物种。目前对其研究主要集中在药用价值等,对于其繁殖生态方面的研究相对较少,亲本繁殖对子代由受精卵到变态完成中各重要时期的生长发育影响的研究也相对较少。2016年2月至3月和2019年2月至3月,本研究在湖南省桑植县八大公山国家级自然保护区中华大蟾蜍繁殖点进行野外观察、测量和采样,后结合室内蝌蚪培养和微卫星标记的分子生物学手段,对中华大蟾蜍亲本个体状况与子代适合度的关系进行探究。本研究亲本状况共收集6个指标,分别为亲本亲缘关系、父本投入、母本体长、母本体重、父本体长、父本体重;同时,考虑到父本和母本的共同影响,我们将父本体长×母本体长和父本体重×母本体重也作为分析指标。子代生长发育状况依据产卵时间,子代发育至G25期、G42期和G46期的时间和形态学数据,共16个指标:G0-G25期发育时长、G0-G42期发育时长、G0-G46期发育时长、G25-G42期发育时长、G42-G46期发育时长、G0-G25期生长速度、G25-G42期生长速度、G0-G42期生长速度、G42-G46期生长速度、G25期全长、G25期体宽、G42期全长、G42期体宽、G46期体长、G46期体宽、G46期后肢胫腓骨长。我们分别构建了 2016年和2019年亲本状况指标和子代生长发育指标之间的广义线性模型(generalized linear model),并基于 Akaike information criteria(AIC)和信息理论方法筛选出最优模型集,分析各因素的相对重要性及其对后代适合度的影响。结果显示:(1)亲本大小是影响子代生长发育的重要因素,父本体重和亲本体长(母本体长,父本体长及父本体长×母本体长)对子代个体大小影响较明显。父本体重与子代G42期体宽呈显著正相关(R2=0.201,P<0.05);父本体重×母本体重与G46体宽呈显著正相关(R2=0.166,P<0.05)。亲本个体越大,子代个体越大,即子代适合度越高。(2)父本繁殖投入对个体大小与生长速度有影响,与子代G25-G42生长速度呈显著负相关(R2=0.551,P<0.05)。父本繁殖投入与子代G46期体宽呈正相关趋势(R2=0.139,P=0.210);父本繁殖投入与子代G46胫腓骨长呈正相关趋势(R2=0.221,P=0.105)。父本繁殖投入越高,子代的生长速度越慢,可能会通过延长发育时长使得其体型越大,后肢胫腓骨越长,增强其跳跃能力,从而增加子代适合度。(3)亲缘关系与子代G42-46期发育时长呈负相关趋势(R2=0.0800,P=0.181);亲缘关系与子代G46期体宽呈负相关趋势(R2=0.137,P=0.075);亲缘关系对子代G42-G46期生长速度呈正相关趋势(R2=0.044,P=0.324)。亲本间亲缘关系与子代G0-G46期发育时长呈负相关趋势(R2=0.434,P=0.341);亲本间亲缘关系与子代G46期体宽呈负相关趋势(R2=0.868,P=0.068);亲缘关系对子代G42-G46期生长速度呈正相关趋势(R2=0.232,P=0.518)。亲本间亲缘关系与子代G42-G46期发育时长呈负相关趋势(R2=0.012,P=0.644);亲本间亲缘关系与子代G46期体宽呈负相关趋势(R2=0.065,P=0.276);亲缘关系对子代G25-G42生长速度呈负相关趋势(R2=0.140,P=0.104)。可见,亲本亲缘关系越近,子代的发育时长越长,体型越小,进而会降低子代的生存率,降低子代适合度。综上,本研究获得以下关于中华大蟾蜍亲本状况和繁殖投入对后代状况和发育影响的结论:亲本个体(体长、体重)越大,其子代适合度越高;父本繁殖投入越多,子代适合度越高;近亲交配会降低子代适合度。本研究为揭示两栖类配偶选择、繁殖策略及其对后代适合度的影响提供了依据。
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