鸟类对寒冷环境的适应性机制研究进展
2023-01-21于润鹏
生物化工 2022年6期
于润鹏
(内蒙古大学 生命科学学院,内蒙古呼和浩特 010020)
作为恒温动物的一员,鸟类为应对外界低温条件的不利刺激,进化出了相应的适应性变化。适应寒冷气候的鸟类通常体表覆羽,具备绒毛结构,甚至一部分鸟类进化出浅棕色脂肪组织来抵御寒冷环境[1]。居住在寒冷气候地区的鸟类进化出了特殊的血管结构,进而能够促进逆流热交换的发生[2]。低温刺激能够诱导鸟类多种特征基因表达的改变,包括鸟类解偶联蛋白基因[3-5]、ATP/ADP逆转运蛋白基因[6]、过氧化物酶体增殖物激活受体γ-共激活剂1α基因[7]、热激蛋白家族基因[8]以及催乳素样蛋白基因[9]等。以上发现表明,鸟类受到低温条件刺激后可以呈现出全身性的适应反应,并且为不同鸟类种群之间的物种进化提供了相关依据。
基于鸟类适应低温环境重要性和复杂性,本文从形态学、生理学、行为学以及分子生物学等角度对鸟类极端寒冷环境的适应机制进行分析,归纳总结其中的普遍规律。
1 鸟类适应低温环境的形态学机制
贝格曼定律(Bergmann’s rule)表明位于高纬度的恒温动物的体型往往要比位于低纬度地区的恒温动物大,可以保证位于高纬度地区恒温动物的相对体表面积变小,进而能够减少自身体表的热量散失。然而在某种情况下也有特例发生,例如居住在苏格兰高地的雪鹀(Plectrophenax nivalis)体重只有28~50 g,但其仍然形成了较大的种群密度[10]。除此之外,有研究发现鸟类在进行饥饿/捕食状态的权衡时也会与经典的贝格曼定律有所背离[11]。……
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