刺鱼骨盆退化的数学建模研究*
2021-10-10扬州大学胡澳菲嵇佳城
区域治理 2021年36期
关键词:模型
扬州大学 胡澳菲,嵇佳城
一、引言
刺鱼类属于硬骨鱼纲,主要生活在北半球的寒带到温带,常见于亚欧大陆和北美山脉的西部和北部,淡水和海水中均有它们的存在。刺鱼体型较小,长约15公分,其重要特征是背部在背鳍前方有一行刺,腹鳍各具有一锐刺。然而,淡水刺鱼在骨盆形态结构上表现出了惊人的差异性。刺鱼骨盆带是在躯干上腹侧和后侧的一对鳍,早期研究表明它们在游泳中起到的作用很有限,但最近的研究表明它们有助于保持平衡。近期研究发现,大约8%的现存刺鱼已经完全失去骨盆,且在不同栖息地间,刺鱼骨盆的缺失程度不完全一致。
研究发现,刺鱼的骨盆退化主要是由Pitx1基因缺失突变、捕食者的缺失及大型水生生物捕食的增加、钙磷等离子浓度的限制三个方面引起。例如,幼年刺鱼更易受到大型无脊椎动物的捕食,这是由于幼年刺鱼骨盆发育尚未完善,骨盆对于捕食者的抵御作用还不够。因此,骨盆的缺失更易受到捕食者的侵蚀,而当缺少相应捕食者时,刺鱼的防御能力就会降低,这也更易引起骨盆的退化。此外,研究还发现刺鱼骨盆的完整度与钙离子浓度呈正相关,钙离子浓度越高,刺鱼骨盆越完整。
本文重点研究捕食者的捕食强度与刺鱼骨盆分布之间的关系,理清捕食者的存在究竟是如何影响刺鱼的骨盆退化。为此,本文构建了基于基因遗传的捕食者与被捕食者种群模型,通过将模拟数据与挪威22个湖泊中刺鱼骨盆分布数据进行对比,探索刺鱼骨盆退化的生物机理。……
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