评估环境与遗传对长寿鹿科动物鹿角和体格生长相对影响的实验方案

本实验设计的总体目标是，在排除年龄和营养等其他影响白尾鹿（Odocoileus virginianus）鹿角和体型因素的条件下，探究种群水平的遗传因素是否限制其鹿角和身体大小。该方法学可帮助我们真正理解野生动物在其分布范围内形态变异的根本原因。这一点非常重要，因为形态特征是历史上亚种划分的基础，而《濒危物种法案》已将这些亚种差异正式确立，因此有必要明确：这些差异究竟是源于具有保护意义的遗传差异，还是仅仅由亚种所处栖息地的营养状况或生境质量差异所导致？

该技术的主要优势在于，它使我们能够在受控环境中，专注于动物在自然条件下生长环境的某一特定特征；在本案例中，我们将动物从其自然栖息地移出，并控制其营养条件，以检验营养是否为形态差异的原因。该技术实际上可促进《濒危物种法案》的实施，因为它将使资源有限的州级资源管理机构能够识别出具有重要意义的遗传变异。今天演示该技术的是 Dan Morina。

密歇根州立大学鹿类实验室的一名研究生。首先确保侧边围栏装有遮阳布，以作为圈舍之间的视觉和物理屏障。在每个圈舍的一端安装高架箱式隐蔽观察箱，以便在数据采集期间进行射弹注射操作。

在每个围栏的两端分别放置两个槽式饲喂器，以减少鹿群对食物的竞争。最后，为鹿提供高质量的饲料，并添加Lupitum。首先，带领负责射箭的 technician 走到围栏末端，即高架遮蔽处所在的位置。

将一名技术人员送入掩体。然后让带领该技术人员进入掩体的人员返回围栏的另一端。通过检查眼反射确认鹿已镇静后，向其眼睛涂抹眼用软膏。

蒙上鹿的眼睛以减少应激反应。使用军用担架将鹿搬上。恢复后，使用直肠温度计评估体温。

如果动物体温低于37.7摄氏度，使用加热毯为鹿保暖；如果动物体温高于40摄氏度，则使用冰袋为其降温。随后通过多功能运输车将其运送至预定的数据采集区域。

运输完成后，使用数字吊秤测量体重，精确至0.01千克；同时测量后足长度和体全长，精确至1毫米。随后给予适当剂量的抗生素伊维菌素、护理性疫苗和钩端螺旋体疫苗。

接下来，在动物处于镇静状态时，使用鹿角测量带对成年雄性个体测量三个鹿角参数：测量鹿角内侧跨度、基部周长以及主枝长度，然后在距离角基突起处约3厘米的位置使用往复锯将鹿角锯下。

数据采集完成后，将鹿放入相应的围栏中，并给予125毫克/千克的盐酸育亨宾或4.0毫克/千克的盐酸泰乐菌素，以逆转盐酸赛拉嗪的作用。最后，监测鹿的状态，确保其保持胸卧位，直至从镇静状态中恢复并完全清醒。

采集鹿角样本后，借助金属丝测量从主枝上伸出的每个分枝以及额外的异常突起点。将金属丝缠绕在分枝与主枝相交处，并标记该位置作为参考点。然后从该参考点测量至分枝尖端的距离，并对每个分枝重复此操作。

接下来，通过确定 G1 和 G2 齿之间、G2 和 G3 齿之间以及（如果存在）G3 和 G4 齿之间的最小点，收集其余的周长测量值。如果不存在 G4 齿，则测量主梁末端 G3 齿中点之间的距离，并在中点处测量 H4 周长。

最后，使用科学数字天平将鹿角称重至最接近的0.1克。对于鹿角长度小于3厘米的1龄动物，设定最低有效鹿角质量为1克。本研究结果表明，营养改善对来自各来源地区的3.5岁雄性白尾鹿的所有形态测量指标均产生积极影响。

经过两代营养改善后，三个来源地区的鹿角质量和鹿角大小均未出现差异。这表明鹿角大小不受种群水平遗传因素的限制。此外，从第一代到第二代，体质量显著增加。

这表明在自然环境中，所有种群均存在营养限制。然而，第二代雄性个体之间仍存在地区差异。一旦掌握该技术，每只动物的操作仅需约一小时。

但样本量非常重要，因此研究中应尽可能纳入更多的动物，必要时可能需要花费数天时间来处理所有动物。在进行该操作时，必须确保鹿围栏内的所有设置都有利于操作成功。遮蔽观察点需正确放置在距围栏适当距离的位置。

如果树枝遮挡了射击路径，则需要将其清除。所有能够控制的因素都必须提前加以控制，因为唯一无法控制的因素是动物在你所设置的特定应激状态下会如何表现。通过该实验方案，你还可以调整实验中的营养成分。

观察蛋白质或能量摄入如何改变动物的遗传潜力及其形态学表达。其他研究人员也可采用相同的方法，改变提供给动物的处理类型，进而研究除形态发育以外的其他方面。例如，可以研究营养摄入对生活史性状的影响，如繁殖性状以及妊娠和哺乳需求后的恢复能力。

观看本视频后，您应能较好地掌握如何控制营养和年龄因素，以观察在人工饲养环境中遗传与营养在动物形态发育过程中的相互作用。请务必注意，无论何时对野生动物（即使是在人工饲养环境中）实施镇静，都存在动物受伤的风险，因此我们必须小心操作并密切监测其状况。