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白头鹎Pycnonotus sinensis近期向北扩张过程中的鸣声行为分化

摘要和人类的语言相似,雀形目鸣禽的鸣唱依靠学习获得,是研究动物文化进化(文化传承)的经典例证之一。鸟类鸣声经历了自然选择和性选择,是重要的繁殖前隔离机制。对于研究种之间的界定、进化关系以及社会联系等方面都有重要意义。种内的鸣声分化,例如新建种群如果形成当地方言,可能会形成交流障碍乃至遗传上的隔离,导致地方种群(或亚种)分化,并对新种形成产生一定影响。为此,探究鸣唱分化至关重要。但鸣声文化进化,不会留下化石等“痕迹”,而通过比较新建种群和源种群的鸣声分化,不仅有助于了解鸣声文化进化中各种影响因素是如何起作用的,有时甚至为我们提供了直接观察方言形成、文化漂变的机会。<br>  全球气候、人类活动对环境和栖息地的改变,导致很多物种分布区发生变化,许多鸟类物种的分布区迅速向北扩张。这些北方个体在新环境中建群时,通常经受各种随机作用和选择压力,其鸣声通讯信号若发生变化,会促进种群间进一步分化。因此,研究近期扩张鸟类新建种群和源种群之间的鸣声分化,不仅可以直观揭示环境变化对动物类群分化的影响,也会为探究现今种群间分化的历史原因提供证据。<br>  白头鹎(Pycnonotus sinensis)曾是我国长江流域及其以南广大地区极为常见的一种小型鸣禽。自1930s以来,其指名亚种(P.s.sinensis)分布北界不断向北延伸,居留类型也由夏候鸟逐渐转变为留鸟,这为我们研究鸟类鸣声进化提供了难得的机会——探讨白头鹎北方新建种群的鸣唱模式?本文比较了白头鹎10个北方新建种群~4400句、12个南方源产地种群~2900句繁殖期鸣唱,以研究白头鹎近期扩张后,新建种群和南方源种群之间的鸣声分化。相关分析和累计曲线研究结果表明,和南方相比,北方新建种群的鸣唱类型库和音节类型库相对匮乏,反映了新建种群的鸣声特点——由于“奠基者效应/文化漂变”,新迁来的个体只携带了源种群鸣声库的一部分。<br>  通过鸣唱类型分析和Mantel检验发现:白头鹎扩散到北方后,改变了鸣唱共享的模式——由南方的“斑块式”鸣唱方言格局,变为多数种群高度共享少数几种鸣唱类型和音节类型。近期快速向北扩张、较少的阻碍文化基因流的地理屏障、以及较少的鸣唱学习模板(早期少量奠基者;奠基者效应)可能是造成鸣唱共享模式改变的原因。10个北方种群中,有7个种群共同拥有2个鸣唱类型,ANOVA分析表明,各种群共享的2种鸣唱类型在声学参数上出现分化,其中时间参数较为保守。而整个北方新建种群最南端的西安和郑州种群,分别已发展出自己的鸣声方言,可能是因为二者具有较长的新建种群时间:北扩过程中一部分个体在此停留下来,而当地出生的幼鸟以及后续北扩的个体学习当地鸣唱方言,使得西安和郑州这2个地区的鸣唱方言得以保留下来。而南方10个种群均有各自的鸣唱类型,即“斑块状”鸣唱方言,即使是距离较近的地理种群间,也没有鸣唱类型共享(如3个四川种群:雅安、都江堰、成都)。<br>  北方的7种鸣唱类型几乎没有在南方录到,但二者有部分相同的音节类型(简称“NS音节”)。但北方的建群者保留了原来的典型鸣唱句法:在每种基本句型(“cores”)基础之上,删减、重复、添加、或将2种或2种以上鸣唱类型组合在一起,组成个体新的鸣唱曲目。本文研究结果表明,鸟类扩张到新环境后,可很快发展出新的鸣声文化;奠基者效应、地理隔离及近期快速向北扩张是白头鹎鸣唱方言形成的关键因素。<br>  

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导师 雷富民
学位信息:
中国科学院大学 生物学 动物学(博士) 2013年
发布时间 2014-02-25(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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