Изменчивость показателей энергообмена у грызунов разной экологической специализации

1.

ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУ
Институт экологической и пищевой биотехнологии
Кафедра Экологии
Магистерская диссертация на тему:
«Изменчивость показателей энергообмена у грызунов
разной экологической специализации»
Научный руководитель: д. биол. наук, доцент
Новиков Е.А.
Выполнил: студент 2 курса гр. 2224
Васильев И.А.
Новосибирск, 2024

2.

Благодарность
• Благодарность за помощь в исследовании хочется выразить
сотрудникам лаборатории структуры и динамики популяций
животных ИСиЭЖ СО РАН.
• И.А. Поликарпову, Е.А. Новикову, Д.В. Петровскому за
собранный материал и предшествующие работы по схожей теме.
2

3.

Сохранение биоразнообразия
Изменение климата
Антропогенное воздействие
Биомедицина
Адаптация животных к разным
экологическим условиям
Актуальность исследований
3

4.

Цели и задачи
• Целью нашей работы стало выявление особенностей изменчивости
метаболической и терморегуляторной реакции на стресс у грызунов разной
экологической специализации.
Задачи:
1. Оценить видовую изменчивость стандартного обмена в летний и зимний период
2. Оценить видовую изменчивость максимального обмена в летний и зимний период
3. Оценить падение температуры тела при холодовом стрессе в летний и зимний период
4. Оценить сезонную изменчивость энергообмена
4

5.

Материал и методы

6.

Виды исследуемых животных
Группа
Образ жизни
Представители
Предпочитает широколиственные и смешанные леса с Семенами деревьев и кустарников, орехами, ягодами,
богатым подростом, кустарниками и травяным
побегами и насекомыми.
покровом. Некоторые виды селятся с рядом с человеком
Большую часть жизни
проводят по одиночке
Полевая мышь (Apodemus
agrarius) и малая лесная
(Sylvaemus uralensis)
Полевки Полёвки обитают в кустарниковых зарослях, на лугах и Полёвка питается широким набором кормов, включая
в антропогенных ландшафтах
зелёные части злаков и сами
злаковые, сложноцветные и бобовые растения
Большую часть жизни
проводят по одиночке
Красная полевка
(Clethrionomys rutilus)
красно-серая Clethrionomys
rufocanus) полевки
Скальные обитают в горных и скальных ландшафтах Центральной Полёвка питается широким набором кормов, включая
зелёные части злаков, сложноцветные и бобовые растения
полевки
Азии и Восточной Сибири.
выходами скал, заросшие кустарником ущелья по
склонам гор и высокогорья на высоте до 6100 метров
над уровнем моря.
Большую часть жизни
проводят по одиночке
Тувинская полевка (Alticola
tuvinicus) и плоскочерепная
полевка (Alticola strelzovi),
Слепушонки Слепушонка обитает в южных областях Европейской ча
Селятся колониями
Обыкновенная (Ellobius
talpinus) и восточная
(E. tancrei) слепушонки
Территориальные
животные
Джунгарский (Phodopus
sungorus) и барабинский
(Cricetulus barabensis)
хомячки
Мыши
Место обитания
сти России, Казахстане, южных областях Зауралья,
Средней Азии и Туве. Распространены в степях,
лесостепях, пустынях и полупустынях.
Хомячки
Пеструшка
и серые
полевки
Тип питания
Слепушонка питается подземными частями растений,
такими как корни, луковицы и клубни
России, Казахстане, Монголии, Китае и Корее. Бараб В природе хомячки питаются растительной пищей, такой как
инский хомячок
встречается в России, Казахстане зёрна, семена, орехи, фрукты и овощи. Также они могут есть
и на северо-востоке Китая.
насекомых и их личинки.
Западной Монголии, СевероЗападного Китая, Казахстана, Украины, Южного и
Северного Урала, Западной и Восточной Сибири.
Степная пеструшка питается зелёными частями узколистных Моногамные животные, Степная пеструшка (Lagurus
злаков, полынями, клубнями, луковицами и семенами.
живут семьями
lagurus), узкочерепная
В засушливые годы пеструшки также едят кору кустарников
полевка (Microtus gregalis)
и иногда животную пищу, например, саранчу.
6

7.

Пеструшки (лат. Lagurus )
Полёвки (лат. Arvicolinae)
Хомячки (лат. Cricetidae )
Слепушонки (лат. Ellobius )
Мыши (лат. Muridae)
Скальные полевки (лат. Alticola )
7

8.

Базальный энергообмен
О2
NaOH
8

9.

Максимальный обмен
He + О2 – 80%
NaOH
O2 – 20%
9

10.

Биоэнергетические
показатели животных в
теплое время года

11.

Хангайская полевка
Ольхонская полевка
1,0
Полевя мышь
Малая леснапя мышь
a
Восточно-азиатская мышь
c
Восточная слепушонка
0,8
Обыкновенная слепушонка
0,6
Степная пеструшка
Узкочерепная полевка
Восточноевропейская полевка
0,4
Красно-серая полевка
0,2
Красная полевка
мл*г/ч
1,2
Стандартный обмен (SMR), остаточные значения
c
c
c
c
c
b
b
a,b
a,b
0,0
a,b
-0,2
-0,4
-0,6
11

12.

-1,5
Хангайская полевка
b
Ольхонская полевка
0,5
Полевя мышь
b, c
Максимальный обмен (Msum), остаточные значения
Малая леснапя мышь
1,0
Восточно-азиатская мышь
Восточная слепушонка
a
Обыкновенная слепушонка
a
Степная пеструшка
-0,5
Узкочерепная полевка
Восточноевропейская полевка
Красно-серая полевка
Красная полевка
мл*г/ч
1,5
b,c
c
b
0,0
a
a
a,b
-1,0
a,b
a,b
12

13.

°C
Хангайская
полевка
Ольхонская
полевка
Полевя мышь
b
Малая леснапя
мышь
14,0
Восточноазиатская
мышь
a,b
Восточная
слепушонка
8,0
Обыкновенная
слепушонка
a,b
Степная
пеструшка
a,b
Узкочерепная
полевка
12,0
Восточноевропе
йская полевка
a
Красно-серая
полевка
10,0
Красная
полевка
16,0
Падение температуры тела (ΔTb),
c
a,b
a,b
a,b
a
b
b
6,0
4,0
2,0
0,0
13

14.

Максимальный обмен (Msum), остаточные значения
2,0
1,5
Малая леснапя мышь
1,0
Восточная слепушонка
Восточно-азиатская мышь
0,5
Ольхонская полевка
Полевя мышь
Узкочерепная полевка
Степная пеструшка
0,0
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
Красная полевка
0,5
1,0
1,5
2,0
Восточноевропейская полевка
-0,5
Красно-серая полевка
Хангайская полевка
-1,0
Обыкновенная
слепушонка
-1,5
Стандартный обмен (SMR), остаточные значения
14

15.

• SMR: Наиболее высокие значения этого показателя были
зарегистрированы у полевой мыши, наиболее низкие – у красной
полевки.
• MOC: Наиболее высокие значения этого показателя были
зарегистрированы у малой лесной мыши, наиболее низкие – у
обыкновенной слепушонки.
• DT°C: Наибольшее падение температуры показали восточноазиатская мышь, а наименьшее полевая мышь и обыкновенная
слепушонка.
15

16.

Биоэнергетические
показатели животных в
холодное время года

17.

a,b
-1,0
Хангайская полевка
a,c
Плоскочерепаня полевка
a,c
Тувинская полевка
a,c
Малая лесная мышь
Полевя мышь
a,c
Восточная слепушонка
Обыкновенная слепушонка
Барабинский хомячок
0,5
Джунгарский хомячок
1,0
Степная пеструшка
Узкочерепная полевка
Восточноевропейская полевка
Красная полевка
мл*г/ч
2,0
Стандартный обмен (SMR), остаточные значения
1,5
c
a,c
a,c
0,0
a,b
-0,5
a,b
a,b
a,b
a,b
-1,5
17

18.

Хангайская полевка
Плоскочерепаня полевка
Тувинская полевка
c
Малая лесная мышь
a
Полевя мышь
-1,5
Восточная слепушонка
b
Обыкновенная слепушонка
a,c
Барабинский хомячок
1,0
Джунгарский хомячок
Степная пеструшка
0,5
Узкочерепная полевка
-1,0
Восточноевропейская полевка
Красная полевка
мл*г/ч
1,5
Максимальный обмен (Msum), остаточные значения
c
c
a
a
0,0
-0,5
a,c
a,c
a,c
a,b
a,b
-2,0
18

19.

°C
a,c
Хангайская
полевка
a,с
Плоскочерепан
я полевка
10,0
Тувинская
полевка
с
Малая лесная
мышь
с
Полевя мышь
Восточная
слепушонка
Обыкновенная
слепушонка
Барабинский
хомячок
с
Джунгарский
хомячок
a,c
Степная
пеструшка
8,0
Узкочерепная
полевка
12,0
Восточноевроп
ейская полевка
Красная
полевка
Падение температуры тела (ΔTb), °C
16,0
b
14,0
a,с
a,c
a,c
a,c
c
6,0
4,0
сa
2,0
0,0
19

20.

Максимальный обмен (Msum), остаточные значения
2,0
1,5
Хангайская полевка
1,0
Джунгарский хомячок
Малая лесная мышь
0,5
Узкочерепная полевка
-2,0
-1,5
Красная полевка
0,0
-0,5
0,0
-1,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Тувинская полевка
Плоскочерепаня полевка
Барабинский хомячок
Полевя мышь
-0,5
Восточноевропейская полевка
Восточная слепушонка
-1,0
Обыкновенная слепушонка
-1,5
Степная пеструшка
-2,0
Стандартный обмен (SMR), остаточные значения
20

21.

• SMR: Наиболее высокие значения этого показателя были
зарегистрированы у полевой мыши, наиболее низкие - у
барабинского хомячка
• MOC: Наиболее высокие значения этого показателя были
зарегистрированы у хангайской полевки, наиболее низкие – у
степной пеструшки.
• DT°C : Наибольшее падение температуры показали обыкновенная
слепушонка, а наименьшее хангайская полевка.
21

22.

Сравнение летнего и зимнего
периода

23.

Хангайская полевка
Малая лесная мышь
Восточная слепушонка
Обыкновенная слепушонка
Степная пеструшка
Узкочерепная полевка
Восточноевропейская полевка
Полевя мышь
Красная полевка
3,0
T Критерий SMR
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
-2,0
23

24.

Хангайская полевка
Малая лесная мышь
Восточная слепушонка
Обыкновенная слепушонка
Степная пеструшка
Узкочерепная полевка
Восточноевропейская полевка
Полевя мышь
Красная полевка
3,0
T Критерий MOC
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
-2,0
24

25.

Хангайская полевка
Малая лесная мышь
Восточная слепушонка
Обыкновенная слепушонка
Степная пеструшка
Узкочерепная полевка
Восточноевропейская полевка
Полевя мышь
Красная полевка
5,0
T Критерий DT°C
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
-2,0
25

26.

• SMR: Достоверные сезонные различия (увеличение в зимний период) были
выявлены у хангайской полевки T=2,57; P<0.05) У красной, восточноевропейской полевок, полевой мыши и степной пеструшки они
прослеживались на уровне тенденции (P<0.1)
• MOC: Достоверные различия (T=2,27; P<0.05 , восточная слепушонка,
степная пеструшка У видов красная, узкочерепная и хангайская полевка
значение уменьшилось.
• DT°C : У полевой мыши, обыкновенной слепушонки, малой лесной мыши
температура тела, измеренная после холодового теста снижалась зимой
сильнее (P<0.05), чем летом. У красной, восточно-азиатской, хангайской
полевки, восточной слепушонки и степной пеструшки, напротив падение
температуры тела в летний период было выше, чем зимой
26

27.

Заключение
• Анализ количественных характеристик метаболической и терморегуляторной
реакции на холодовой стресс, измеренных в летний и зимний период, выполненный
с учетом различий в массе тела животных, показал, что и стандартный, и
максимальный холодовой обмен, и способность к поддержанию температурного
гомеостаза существенно различаются у разных видов мышевидных грызунов.
• Межвидовые различия в значениях биоэнергетических показателей могут быть
связаны как с аллометрическими зависимостями и разной эволюционной историей
видов, так и со спецификой среды обитания и типом питания.
• Виды, рассмотренные в данной работе, помимо пищевых предпочтений и
абиотических условий среды различаются и по пространственно – этологической
структуре популяций, демонстрируя широкий спектр различных типов социальных
отношений от одиночных особей до колоний и .
27

28.

Выводы
• Среди SMR и MOC наиболее высокие значения показателя были
зарегистрированы у полевой мыши и малой лесной мыши соответственно.
• Среди DT°C наибольшее падение температуры было показано у
обыкновенной слепушонки.
• Среди SMR и MOC наиболее низкие значения показателя были
зарегистрированы у красной полёвки и барабинского хомячка
соответственно.
• Среди MOC и DT°C наиболее низкие значения показателя были
зарегистрированы у степной пеструшки и обыкновенной слепушонки
соответственно.
28