寄生物与捕食对根田鼠种群死亡率的协同作用

Understanding effects of trophic cascades in different species is important for population regulation of small mammals which are embedded in complex food webs. Newly, studies have showed that interactive effects of parasite and extrinsic factors are important implications for population dynamics. The interactions between parasites and predators are a common source of trait-mediated effect, which can have nonadditive, often synergistic, effects on a shared group of victims. Mortality is a main demography and predation is an important extrinsic to induce population mortality. Therefore, from the point of view of trophic cascade, exploring the interaction of parasites and predation on mortality of small mammals was helpful to understand the process of population regulation and management for pest. In this program, we will carried out the replicated experiment in wild mammals in enclosures in Qinghai-Tibet area and examined the separate and combined effects of predators and parasites on root voles mortality by manipulating level of parasite infection and predation, and then we will evaluate potential underlying mechanisms that are responsible for interactions by testing population mortality, parasite infection, immune traits, activity pattern, analgesia. Our aims are to test the hypothesis that interactions between predators and parasites have synergistic effects on root vole mortality.

认识镶嵌在食物网的小哺乳动物种群波动机理，必然无法剥离与其他物种间的营养级关联。新近研究提示，寄生物和种群外部因子的互作可对种群波动有重要作用。近期研究表明，不同营养级物种的互作可通过特征介导间接效应对目标动物产生协同作用。死亡率是影响北半球小哺乳动物种群波动的重要因子。因此，从营养级互作角度，探讨寄生物和捕食的互作对小哺乳动物种群死亡率的协同作用，对认识种群波动机理有重要意义。本研究拟在青藏高原地区，以根田鼠为对象，采用2×2析因设计，在野外围栏通过预防捕食和未预防捕食以及感染球虫和驱除球虫，测定4种不同处理组合条件下根田鼠种群死亡率、感染状况、以及免疫特征、活动格局、痛觉缺失反应等参数，揭示寄生物和捕食对小哺乳动物种群死亡率的特征介导间接效应，阐明寄生物和捕食的互作通过特征介导间接效应对种群死亡率的协同作用，目的在于回答寄生物和捕食的互作是否以及如何影响小哺乳动物种群死亡率的科学问题。

小哺乳动物种群波动机制是世界性难题，迄今未能充分揭示其调节机理。动物镶嵌在食物网中，必然面临多种因子的影响，不仅是各因子之间对目标动物存在直接相互作用，而且各因子之间对目标动物存在间接相互作用。特征介导间接效应就是主要的间接互作形式，可对个体适合度产生重要的影响。理论模型及无脊椎动物的研究表明，捕食和寄生物对同一目标物种的特征介导的间接效应可对其种群动态产生不可预测性结果。因此，研究捕食和寄生物对小哺乳动物种群调节的作用，对揭示其调节机理有重要的作用。为此，本项研究通过操控捕食和球虫感染，在野外围栏研究了捕食与寄生物对根田鼠种群冬季的越冬存活及繁殖期对种群繁殖的作用。结果表明，捕食可引起根田鼠应激反应，降低其免疫力，导致球虫感染率增加，而球虫感染的增加，可激活根田鼠痛觉缺失反应，降低警觉行为，从而降低其反捕食能力，导致死亡率增加。在种群水平上，表现为捕食和寄生物的间接互作可恶化根田鼠越冬存活，加速越冬种群的衰减，该效应直接降低了来年繁殖期的种群增长幅度，同时，在繁殖初期，捕食风险通过引起根田鼠应激反应而抑制种群繁殖，并在繁殖启动期，捕食和寄生物导致种群数量出现低谷。由此，捕食和寄生物可通过特征介导间接效应抑制根田鼠种群数量。本项研究还发现，驱除捕食者的处理种群在其数量达到高峰时，产生了密度应激介导的密度制约性繁殖。由此，本项提出了应激整合效应假说，即应激系统可作为外部和内部因子共同作用的平台，在种群水平上，通过对种群统计参数的应激整合效应而调节小哺乳动物种群的波动的假说。.该研究不仅进一步从生理机制上揭示了小哺乳动物种群的波动机理，提出了更具普适性的理论假说，而且为有害啮齿动物的生态治理及防控提供了新的途径及理论基础。.上述研究成果已发表在Oecologia, Function al Ecology及兽类学报，另外，繁殖期工作已投Journal of Mammalogy，目前处于返修中。