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保护学院科研团队揭示鸟类孵卵模式与其胚胎代谢率的潜在关系

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2026-02-17 06:36

近日，生态与自然保护学院科研团队在国际知名生态学学术期刊Functional Ecology发表了题为“Parental care and bird embryonic metabolism: A comparison between uniparentally incubating Silver-throated Tits and biparentally incubating Black-throated Tits”的研究论文。

在鸟类中，胚胎通常依赖亲代的孵卵行为而获得发育所需的温度。与双亲轮流孵卵的物种相比，单亲孵卵物种由于亲鸟需频繁离巢觅食，其胚胎更容易经历间歇性降温。在理论上，这种更频繁的巢温波动可能促使其胚胎演化出更高的代谢率和更强的代谢可塑性，以更有效地缓冲发育温度降低及波动对生理功能的抑制。然而，这一假说目前在国内外仍缺乏系统性的关注与实证检验。

生态与自然保护学院科研团队以双亲孵卵的红头长尾山雀（Aegithalos concinnus）和单亲孵卵的银喉长尾山雀（A. glaucogularis）（图1）的同域分布种群为研究对象，通过比较两种长尾山雀胚胎心率（胚胎代谢率的指标）及其对卵温变化的响应，并开展种间交换孵卵实验，对上述假说进行了检验。

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图1. 双亲孵卵的红头长尾山雀（左）和单亲孵卵的银喉长尾山雀（右）

研究结果表明，无论在胚胎发育早期还是晚期，单亲孵卵的银喉长尾山雀的胚胎心率整体皆高于双亲孵卵的红头长尾山雀的胚胎心率（图2A和2B）。在发育早期，随着卵温下降，银喉长尾山雀胚胎心率的下降速度显著慢于红头长尾山雀（图2C），表明其演化出了应对低温的能力。在种间交换孵卵实验中，由红头长尾山雀代孵的银喉长尾山雀卵的胚胎心率有下降趋势，而由银喉长尾山雀代孵的红头长尾山雀卵的胚胎心率有上升趋势（图2A和2B），说明二者对发育热环境变化皆具有一定响应能力。此外，在胚胎发育早期，由异种代孵的银喉长尾山雀胚胎心率随卵温下降的速率显著慢于其对照组，而由异种代孵的红头长尾山雀胚胎与其对照组之间无显著差异（图2C），说明不同孵卵模式下的长期演化历史可能塑造了物种特异性的胚胎代谢调节能力。

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图2. 红头长尾山雀和银喉长尾山雀不同发育时期胚胎心率与卵类型（A和B）和卵温（C和D）的关系（A和B中的心率为平均值：BTN 表示未换入银喉长尾山雀巢中孵的红头长尾山雀卵；BTY表示换入银喉长尾山雀巢中孵的红头长尾山雀卵；STN表示未换入红头长尾山雀巢中孵的银喉长尾山雀卵；STY 表示换入红头长尾山雀巢中孵的银喉长尾山雀卵。C和D中的心率为不同卵温条件下对应的值。C中方块表示未进行交换孵卵实验的卵，三角形表示进行交换孵卵实验的卵。D中由于卵温与卵类型交互作用不显著，未区分不同卵类型）

本研究未发现种间交换孵卵会影响两个物种的孵化率，但由异种代孵的卵的孵卵期长度在银喉长尾山雀中呈缩短趋势，而在红头长尾山雀中呈延长趋势（图3A），说明相对稳定的双亲孵卵环境可能更有助于加快胚胎发育。

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图3. 红头长尾山雀和银喉长尾山雀的孵卵期长度与卵处理（是否由异种代孵）之间的关系（A）及银喉长尾山雀刚破壳的雏鸟（B）

本研究结果增进了对不同亲代抚育模式下鸟类胚胎发育策略及其对环境变化响应能力的认识，并为评估其在气候变化背景下的适应能力提供参考。

论文第一作者为生态与自然保护学院博士研究生胡骞，李建强教授和徐基良教授为该生的导师。研究生王悦、王辉、王宇和夏馨为论文共同作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（No. 31970421和No. 32570567）的资助。论文链接：https://doi. org/10.1111/1365-2435.70265。

除上述研究外，研究团队近年来一直以两种长尾山雀为研究对象开展鸟类孵卵行为研究，揭示了单亲和双亲孵卵鸟类的孵卵行为和巢温环境的差异及其对胚胎发育的影响，相关研究成果分别发表在鸟类学领域著名学术期刊Journal of Avian Biology（论文链接：https://doi.org/10.1111/jav.03168）和Ornithology（论文链接：https://doi.org/10.1093/ornithology/ukaf025）上。