在小型哺乳動物種群中，密度制約性繁殖可通過抑制種群繁殖而使種群波動趨于穩(wěn)定。雖然已有大量研究表明，空間行為及社群行為不僅與密度制約性繁殖存在密切關(guān)聯(lián)，而且被認為是引起密度制約性繁殖的主要行為機制，但是，迄今密度制約性繁殖的近因尚不清楚。對終生一胎類動物（如澳大利亞有袋類動物、北極地松鼠Spermophilus parryii plesius）或社會性合作繁殖動物（非洲鬣狗Lycaon pictus、灰狼Canis lupus）而言，由于一生只有一次繁殖機會或為了爭奪配偶，優(yōu)勢個體往往具有較高的糖皮質(zhì)激素水平和較高的繁殖成功率。然而，在終生多胎類動物（如田鼠類）種群中，由于一生有多次繁殖機會，對配偶的爭奪并不表現(xiàn)出強烈的攻擊行為，優(yōu)勢個體往往具有較低的糖皮質(zhì)激素，且高密度種群可引起個體的應(yīng)激反應(yīng)。小型哺乳動物屬于終生多胎類動物，當它們處于慢性應(yīng)激狀態(tài)時，糖皮質(zhì)激素升高，且可通過生殖軸系而影響其繁殖。因此，對小型哺乳動物而言，密度應(yīng)激導(dǎo)致的高糖皮質(zhì)激素水平可能是引起種群密度制約性繁殖的重要因子。

　　為了驗證該假設(shè)，中國科學(xué)院西北高原生物研究所小哺乳動物種群調(diào)節(jié)及鼠害生物防治學(xué)科組以根田鼠為研究對象，在野外大型封閉式圍欄，通過建立高密度和低密度圍欄種群，測定了不同密度處理個體的糞便皮質(zhì)酮含量、種群補充率、繁殖狀態(tài)比例及種群數(shù)量，以分析密度應(yīng)激在密度制約性繁殖中的作用。

　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在2年的重復(fù)實驗期間，高密度圍欄的種群數(shù)量始終顯著高于低密度圍欄的種群數(shù)量，且高密度圍欄的種群補充率和繁殖狀態(tài)比例均顯著低于低密度圍欄種群，而高密度圍欄種群的糞便皮質(zhì)酮含量顯著高于低密度圍欄種群，表現(xiàn)為種群密度與繁殖呈負相關(guān)，與糞便皮質(zhì)酮呈正相關(guān)。通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型發(fā)現(xiàn)，種群密度可通過個體糞便皮質(zhì)酮水平而影響種群的補充率以及雄性個體的繁殖狀態(tài)。

　　研究結(jié)果表明，高密度種群可通過應(yīng)激反應(yīng)而抑制種群繁殖，密度應(yīng)激是小型哺乳動物種群產(chǎn)生密度制約性繁殖的重要因子。

　　相關(guān)論文Is negative density- dependent reproduction regulated by Density-induced stress in root voles? Two field experiments于2022年5月13日在ecology and evolution在線發(fā)表。尚國珍、堵守楊和楊彥賓為共同第一作者，邊疆暉研究員和吳雁教授為通訊作者。該研究得到了中國自然基金面上項目（31870397、31800339、31570421）、青海省自然科學(xué)基金項目（2108-ZJ-906和2021-ZJ-945Q）和中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)研究計劃（XDA2005010406）的資助。學(xué)科組依托中科院高原生物適應(yīng)與進化重點實驗室和青海省動物生態(tài)基因組學(xué)重點實驗室?！?/p>

　　論文鏈接

圖1 2012年和2015年簡建群者的種群密度

圖2 2012年和2015年種群補充率（A）、雌性的繁殖狀態(tài)比例（B）和雄性的繁殖狀態(tài)比例（C）

圖3 2012年和2015年建群者的重捕率