牡丹江市四种常见啮齿动物四肢骨的比较研究

万祥旭，杨文建，周思宇，苏 航，姜 鑫，董世鹏，金志民

（1.牡丹江师范学院生命科学与技术学院，黑龙江 牡丹江 157011；2.黑龙江农业经济职业学院，黑龙江 牡丹江 157041）

啮齿目动物是哺乳纲动物中种类最多且分布最广泛的一种类群，中国有 14 科 62 属 160 种［1］。啮齿动物具有食性多样、生存环境多样以及栖息环境复杂多样等特点［2］，是由于不同种类个体的习性差异，从而导致其外部形态特征有很大的不同［3］，除导致特化出不同结构外，其四肢骨骼也会发生适应性的改变［4］。目前，国内常见对啮齿目动物生态学、形态学、分子生物学方面的研究，但对林农地区啮齿动物四肢骨的研究鲜见报道。本研究以牡丹江市常见的4 种农林害鼠作为研究对象，探讨农田穴居鼠类和森林鼠类的四肢骨的差异，为啮齿动物研究提供基础材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用成体东方田鼠（Microtus fortis）、黑线姬鼠（Apodemus agrarius）、大林姬鼠（Apodemus peninsulae）及棕背䶄（Myodes rufocanus）各 10 只，不限雌雄，无孕鼠。采用笼捕法捕获，大林姬鼠和棕背䶄捕获于牡丹江市横道河子林缘缓坡，东方田鼠和黑线姬鼠捕获于牡丹江市海浪机场外侧农田，前者生境为森林生态系统，后者生境为农田生态系统。

1.2 样本的处理及测量

将试验鼠利用颈椎脱臼法处死后，使用解剖剪剪取完整四肢，并剪除大块肌肉，注意下剪角度，以免伤及骨骼。样本利用水煮法处理50 min 后，使用尖头镊小心剔除残肉，然后利用解剖刀小心刮去残余肉屑。处理完毕后，将骨骼放入烘箱70 ℃放置24 h 烘干备测。

测量四肢骨长宽和重量两个指标（同一只鼠两侧骨骼测量取平均值［5］）。骨骼长宽测量使用游标卡尺（精确至0.01 mm），共测量4 种骨骼长度（Li，i=1、2、3、4，分别表示为尺桡骨、肱骨、股骨、胫腓骨，下同）、4 种骨骼中部宽度（W）i以及动力臂长度（E，即尺桡骨上端至肘关节长度）。骨骼重量（mi）测量使用电子分析天平（精确度0.001 g）。尺桡骨两段由于骨骺黏连，测量长宽时将其视为一整块骨骼（实为两块［6］），胫腓骨上方形状变化不规则，因此测量宽度时取下端两骨愈合处。

1.3 数据分析

对4 种鼠类骨骼测量值量化为以下指标：①粗壮度，Si=Wi/Li（即骨骼中部宽度/骨骼长度），在一定意义上，四肢骨的粗壮度代表着鼠类的挖掘能力和运动奔跑能力。②重量百分比100%，该指标反映出四肢骨的优化设计原则。③动力臂长度系数，N=E/L1（即动力臂长度/尺桡骨长度），该指标可在力学的角度上体现出前肢的挖掘效率，从而比对地下挖掘巢穴的穴居鼠类和营巢于石缝或枯草中的森林鼠类前肢挖掘能力的区别。

2 结果与分析

2.1 4 种鼠类四肢骨骼指标数据测量

通过对4 种鼠四肢骨骼及动力臂的测量得出，其中东方田鼠尺桡骨重量、长度、中部厚度均＞其他3 种鼠，且肱骨、动力臂长度最长，股骨中部厚度最大。同时，大林姬鼠肱骨、股骨、胫腓骨的重量最重，且肱骨中部厚度最大、股骨和胫腓骨最长。黑线姬鼠胫腓骨中部厚度最大。其中，生活在农田生态系统的东方田鼠和黑线姬鼠的动力臂长均＞生活在森林生态系统的大林姬鼠和棕背䶄。各部分骨骼的长度、重量、厚度及动力臂长测量结果如表1 所示。

表1 4 种鼠类四肢骨骼指标数据（Mean±SD，n=10）

2.2 4 种鼠类的四肢骨比较

通过对4 种鼠类四肢骨测量，东方田鼠尺桡骨、股骨粗壮度最大，动力臂系数最大，且尺桡骨的重量百分比最高。黑线姬鼠的胫腓骨粗壮度最大，股骨重量百分比最高。棕背䶄肱骨粗壮度最大，肱骨、胫腓骨的重量百分比最高。其中，生活在农田生态系统的东方田鼠和黑线姬鼠的动力臂系数均＞生活在森林生态系统的大林姬鼠和棕背䶄。4 种鼠四肢骨粗壮度、重量百分比和动力臂系数结果如表2 所示。

表2 4 种啮齿类四肢骨指标数据（Mean±SD，n＝15）

3 小结与讨论

东方田鼠、黑线姬鼠、大林姬鼠及棕背䶄作为林农地区常见鼠类。由于生境不同，其生活习性及运动能力的差异也不相同，其中森林鼠类大林姬鼠和棕背䶄的肱骨粗壮度＞农田鼠类的东方田鼠和黑线姬鼠的，由此可反映出生活在森林生境的大林姬鼠和棕背䶄攀爬能力强于另两种农田鼠类。农田鼠类东方田鼠和黑线姬鼠的胫腓骨粗壮度＞森林鼠类大林姬鼠和棕背䶄的，由此可反映出东方田鼠和黑线姬鼠的奔跑跳跃能力略强于大林姬鼠和棕背䶄。

在四肢骨重量百分比分布中上，两种生境4 种鼠的骨骼重量百分比均表现为后肢骨＞前肢骨，该指标符合林农地区善于奔跑跳跃的鼠类四肢骨优化设计原则，同时体现出weible 的优化设计原则［7］。

在动力臂系数指标中，农田鼠类东方田鼠和黑线姬鼠的动力臂系数＞森林鼠类大林姬鼠和棕背䶄的，动力臂系数可在力学角度上系统地表现出动物的挖掘效率，由于东方田鼠和黑线姬鼠均为挖掘巢穴的穴居鼠类，东方田鼠挖掘深度为地下5～30 cm，而黑线姬鼠的挖掘深度能达到地下 40～65 cm［8］，而大林姬鼠和棕背䶄营巢于石缝、树洞或枯草中，少有挖掘巢穴的习惯［9］。本研究中4 种林农地区啮齿动物虽不属于同科属，但对于生活习性的不同而导致四肢骨各方面表现出适应性的结论较为一致［10］。