季节、气候、生境及性别变量与西方狍(Capreolus capreolus)粪便皮质醇(cortisol)、孕酮(progesterone)及睾酮(testosterone)代谢物浓度的关系

时间:2026年6月2日
来源:Ecology and Evolution

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监测皮质醇(cortisol)、孕酮(progesterone)及睾酮(testosterone)代谢物水平对野生动物管理至关重要,因其调控物种对环境变化及繁殖功能的应答。环境与生物变量可显著改变代谢物水平,进而影响野生种群的健康、存活与繁殖成效。本研究探讨季

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监测皮质醇(cortisol)、孕酮(progesterone)及睾酮(testosterone)代谢物水平对野生动物管理至关重要,因其调控物种对环境变化及繁殖功能的应答。环境与生物变量可显著改变代谢物水平,进而影响野生种群的健康、存活与繁殖成效。本研究探讨季节、气候、地形、生境质量及性别与伊朗北部马赞德兰省Kiasar国家公园及野生动物庇护所内西方狍(Capreolus capreolus)粪便皮质醇、孕酮及睾酮代谢物浓度之关系。2023至2024年间,研究人员按季节采集50份新鲜粪便样本,采用商品化酶免疫测定法(enzyme immunoassay, EIA)定量粪便代谢物浓度;以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)评估生境质量,通过高程获取地形信息,并以月均温及降水量表征气候,进而分析上述变量及性别、季节与粪便代谢物浓度之关系。结果显示:粪便皮质醇代谢物浓度具显著季节性差异,夏季最低;雄性高于雌性;随NDVI升高而升高,与高程、温度及降水量无关。粪便孕酮与睾酮代谢物浓度均呈季节变异:睾酮浓度于夏秋季显著下降,孕酮浓度于夏季达峰。雄性粪便睾酮代谢物浓度随NDVI及海拔升高而降低,雌性粪便孕酮代谢物浓度则与NDVI及海拔无显著关联。各类固醇激素代谢物浓度间无显著相关性。上述发现可为保护策略制定、种群管理及动物福利规范提供依据,并深化对西方狍于不同环境压力下进化适应的理解。
论文解读:季节、气候、生境及性别变量与西方狍(Capreolus capreolus)粪便皮质醇(cortisol)、孕酮(progesterone)及睾酮(testosterone)代谢物浓度的关系
研究背景与目的
日益加剧的人为干扰——尤其是生境破坏、土地利用变更及非法狩猎——提升野生动物种群应激水平,进而损害其繁殖成功与存活率。应激可激活下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal, HPA)轴释放糖皮质激素(glucocorticoids, GCs)如皮质醇入血,其粪便代谢物(fecal cortisol metabolite, FCM)常作为非损伤性应激指标。生殖周期中卵巢与睾丸分别分泌孕酮(progesterone, P4)与睾酮(testosterone, T),其粪便代谢物亦可通过酶免疫测定(enzyme immunoassay, EIA)无创监测。西方狍(Capreolus capreolus)为古北界广布中型鹿科动物,伊朗希尔卡尼亚(Hyrcanian)森林因道路建设与采伐面临生境破碎化威胁。目前该地区缺乏季节、气候、地形、生境质量及性别对西方狍粪源类固醇激素代谢物影响之系统研究。为此研究人员于Kiasar国家公园及Dodangeh-Chahardangeh野生动物庇护所,采集新鲜粪便并测定皮质醇、睾酮及孕酮代谢物浓度,结合NDVI、高程、温湿降水及季节性别变量,分析其对激素代谢物之影响,以期服务保护管理与福利评估。本文发表于《Ecology and Evolution》。
主要关键技术方法
研究人员于2023–2024年按四季在伊朗Kiasar国家公园及毗邻野生动物庇护所,沿5 m宽样线随机行走搜寻并采集排泄后4 h内之西方狍新鲜粪团共50份,依颗粒形态初步判别性别并以激素值确认。GPS记录采样点坐标,从邻近气象站获取月均温与降水量,基于SRTM DEM(30 m)提取高程,Landsat 8影像计算NDVI。粪样冻干、甲醇-磷酸缓冲液振荡提取、离心后,分别使用Monobind AccuBind EIA试剂盒(皮质醇#3625-300、睾酮#3725-300、孕酮#4825-300)测定吸光度(450 nm参比630 nm),计算单位干粪中激素代谢物浓度(皮质醇μg/g,睾酮及孕酮ng/g)。统计学采用R软件进行正态检验、多元回归构建最大模型,经主成分分析(principal component analysis, PCA)与Pearson相关剔除共线变量,逐步后退选择(stepwise backward selection)得最小显著模型(p<0.05),并检验激素间Pearson相关。
研究结果
3.1 Descriptive Statistics of Climatic, Topographic, and Habitat Variables Across Study Seasons
研究人员给出各季节月均温、降水、湿度、日照时数及高程与NDVI统计值,以及分性别与季节之粪便睾酮、孕酮、皮质醇代谢物均值与标准差,为后续分析提供基础描述。
3.2 The Relationships Between Climatic, Topographic, Habitat, Sex, and Seasonal Variables With Roe Deer Fecal Metabolite Concentrations
经多元回归最小模型分析得出:①粪便皮质醇代谢物浓度具显著季节效应,夏季显著低于其余季节(p=0.027);雄性显著高于雌性(p≤0.01);随NDVI升高显著升高(p=0.034);与温度、降水及高程无显著关系。②雄性粪便睾酮代谢物浓度具显著季节效应,夏、冬季显著低于春秋(p=0.009, p=0.017);随高程升高显著降低(p=0.019);随NDVI升高显著降低(p=0.019);与温、降水无显著关系。③雌性粪便孕酮代谢物浓度仅呈显著季节效应,夏季显著高于其他季节(p=0.036);与温度、降水、高程及NDVI无显著关系。
3.3 The Correlations Between Fecal Cortisol, Testosterone, and Progesterone Metabolite Concentrations in Roe Deer
Pearson相关分析显示,雄性粪源皮质醇与睾酮代谢物无显著相关(r=-0.172, p=0.373);雌性粪源皮质醇与孕酮代谢物无显著相关(r=-0.070, p=0.761),提示HPA轴与性腺轴在此种群中相对独立运作。
讨论与结论总结
讨论指出西方狍FCM夏季最低,反映夏季食物充足、气温适宜致环境应激较低,冬秋季因低温、积雪及资源匮乏致应激升高;温度与降水无显著影响,说明种群对当地气候适应良好。雄性FCM高于雌性,可能与领域竞争及繁殖期生理状态有关。NDVI与FCM正相关,与部分预期相反,可能源于密林伴生未测变量(如种间竞争或天敌风险)。高程不影响FCM,反映狍对海拔梯度适应力强。雄性睾酮夏冬降低符合配后抑制规律,且高海拔及高NDVI下睾酮更低,提示能量分配或个体选择机制。雌体孕酮夏峰对应黄体期或早期妊娠,不受生境变量影响。各激素间无相关佐证HPA与HPG(hypothalamic-pituitary-gonadal)轴独立调节。研究局限含样本量偏小(n=50)及未做EIA种属特异性验证。
结论(Conclusións):
西方狍粪便皮质醇代谢物浓度具显著季节变异,夏季最低反映低应激;温度与降水无影响;雄性高于雌性;随NDVI升高而升高,与高程无关。粪便睾酮夏秋降低、孕酮夏峰具季节特异性;雄性睾酮随海拔与植被密度升高而降低,雌性孕酮与海拔及NDVI无关。皮质醇与性类固醇激素代谢物浓度间无显著相关。

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