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为探究人类活动导致的栖息地变化对蟾蜍形态的影响,研究人员测量蟾蜍形态,发现其受栖息地和性别影响,该研究为理解动物适应提供依据。
在城市不断扩张、农田日益增多的今天,人类活动对自然环境的改造可谓翻天覆地。森林被砍伐,湿地被填平,原本连续的自然栖息地变得支离破碎。这对生活在其中的动物来说,无疑是巨大的挑战。两栖动物,作为生态系统中的重要一环,因其特殊的生活史 —— 需在水陆两种环境中完成生命周期,对栖息地的变化尤为敏感。然而,过去关于栖息地变化对两栖动物形态影响的研究相对较少,许多问题还未得到解答,比如不同栖息地的两栖动物形态是否真的不同?这些差异是由适应还是其他因素导致的?
为了深入了解这些问题,来自比利时根特大学、安特卫普大学等多个机构的研究人员开展了一项针对普通蟾蜍(Bufo bufo)的研究,相关成果发表在《Urban Ecosystems》杂志上。
研究人员在法国法兰西岛地区展开研究。该地区城市化程度高,同时农业用地占比也较大,具备多样的栖息地类型。研究人员选取了 10 个不同的地点,将其分为城市、混合、农业和自然 4 种栖息地类型。
在研究过程中,研究人员捕获了 137 只普通蟾蜍,其中包括 41 只雌性和 97 只雄性。他们测量了蟾蜍的 15 个形态特征,涵盖了从头部到四肢的各个部位,如吻肛长(snout-vent length,SVL)、头长、头宽、头高、下颌长、髂骨宽、股骨长、胫跗骨长、跗骨长、足长、趾长、肱骨长、桡尺骨长、手长、指长等。为了保证数据的准确性,所有测量均由同一操作人员使用数字卡尺在野外直接测量,测量完成后蟾蜍即被放生,且每个地点仅访问一次,避免重复测量同一蟾蜍。
在统计分析阶段,研究人员运用了多种统计学方法。首先,对所有数据进行 Log10 转换,之后使用双向 ANOVA 检验性别和栖息地类型对蟾蜍体长(SVL)的影响,并通过 Bonferroni 事后检验探究不同栖息地之间的差异。考虑到体长对其他形态测量的影响,研究人员将 SVL 作为协变量,进行 MANCOVA 分析,同时结合双向 ANCOVA 检验每个特征在性别、栖息地类型及其交互作用下的差异。
研究结果表明,普通蟾蜍的形态确实受到栖息地类型和性别的显著影响。
- 栖息地类型对蟾蜍形态的影响:不同栖息地的蟾蜍在体型大小上存在明显差异。自然栖息地的蟾蜍体型最大,城市栖息地的蟾蜍体型最小,混合和农业栖息地的蟾蜍体型介于两者之间。从身体维度来看,自然栖息地的蟾蜍在头、身体和四肢的维度上都相对较大,这或许意味着它们在繁殖和越冬地点之间的移动距离可能更长,因为较长的后肢通常与更强的跳跃能力相关,有助于它们在不同地点间迁徙。而城市栖息地的蟾蜍,其肱骨和趾相对较短,这表明它们可能过着更为 sedentary 的生活方式。在混合栖息地的蟾蜍,手指相对较短,这可能会对其运动产生一定影响。
- 性别对蟾蜍形态的影响:雌性和雄性蟾蜍在大多数形态特征上存在差异。雌性蟾蜍的吻肛长大于雄性,且整体头部更大,这可能与它们的饮食和繁殖需求有关。在繁殖季节,雌性蟾蜍较为 sedentary,需要利用当地资源,较大的头部或许能帮助它们摄取更大、更多样的猎物,从而为繁殖提供足够的能量。此外,雌性蟾蜍的趾更长,髂骨更宽,这可能是为了适应产卵的需要。雄性蟾蜍则具有相对较长的肱骨、足和趾,这可能与它们在繁殖过程中积极寻找雌性以及抱对(amplexus)行为有关。
在研究结论和讨论部分,此次研究揭示了普通蟾蜍在不同栖息地的形态差异,以及性别间的形态区别。这些发现对于理解低移动性动物如何适应人类改造的栖息地具有重要意义。不过,目前还不清楚这些差异是由对特定特征的选择导致,还是仅仅反映了可塑性差异,未来还需要进一步研究。同时,研究人员也指出,开展关于饮食差异、捕食者数量、动物运动以及在繁殖和非繁殖季节的微栖息地使用等方面的补充研究,将有助于更深入地理解这些差异。从保护角度来看,研究结果表明普通蟾蜍或许能够在高度改造的城市栖息地中生存,但人类改造栖息地对其种群密度和动态的影响仍有待探索。
这项研究通过对普通蟾蜍的深入探究,为我们展现了人类活动影响下两栖动物的生存现状,也为后续的生态保护和研究工作提供了宝贵的参考。未来,随着研究的不断深入,我们有望更加全面地了解动物与环境之间的复杂关系,为保护生物多样性贡献更多的力量。