第一章 啮齿动物调查研究的生物学基础
第一节 啮齿动物的外部形态
农林有害生物中啮齿动物属庞然大物,但在哺乳动物中却属小型,少数体型大的种类也仅属中型。主要分布于我国的肥尾心颅跳鼠(Salpingotus crassicauda),体长仅41~54mm,体重约10 g;非洲巢鼠(Delanymys brooksi)的体长约57mm,体重约5 g;而世界上最大的啮齿动物水豚(Hvdrochaerus hvdrochaeris)的体长则达1.3 m,高0.5 m,体重达50 kg;在我国体型最大的啮齿动物为河狸(Castor fiber),其体长达1 m,体重达30 kg;而啮齿动物多数种类的体长在100 ~ 200mm之间,体重在150g以下。
啮齿动物因全身被毛,四肢发育正常,而明显有别于鲸目(Cetacea)、鳍脚目(Pinnipedia)、海牛目(Sirenia)和翼手目(Chiroptera);以脚趾末端具爪,而明显有别于有蹄类;以鼻吻部略前突但不呈狭长的尖锥形,而明显有别于灵长目(Pri-mates)、食肉目(Carnivora)、食虫目(Insectivora)、树鼩目(Scandentia)和长鼻目(Proboscidea)。啮齿动物最突出的,有别于任何其他哺乳动物大类群的特征是:头骨上下颌均各具有两颗终生生长的大型凿状门齿,其门齿仅唇面具珐琅质,无犬齿,在门齿与颊齿(前臼齿与臼齿的合称)之间有很大的齿隙;下颌骨与颅骨连接的关节面呈长轴形,与上颌骨的结合较松弛,其下颌既可左右也可前后移动;雌性鼠体内有两条子宫颈,均直接与阴道通连,没有子宫体,称双子宫;大多数啮齿动物具有很发达的盲肠。
由于地理分布和生活环境及生活习性不同,啮齿动物的体形、眼、耳、尾、毛、肢、趾、爪也有不同。生活在开阔的草原景观中的啮齿动物具有发达的听觉器官,如兔、鼠兔及跳鼠具有发达的耳壳。而生活在地下的鼠耳壳退化或不发达,眼睛很小,颈的分化也差,但听泡发达,所以听觉很灵敏。
一、外形特征
同其他哺乳动物一样,啮齿动物的身体可分为头、颈、躯干、尾和四肢等(图1-1)。
(一)头部(head)
头部偏圆而略长,两侧生有两只眼睛。
1.眼部(eye) 眼的位置大致居中,将头部分为颜面部和颅部。多数种类的眼较小,但松鼠亚科(Sciuridae)、鼯鼠亚科(Petauristidae)、跳鼠科(Dipodidae)和沙鼠亚科(Gerbillinae)种类的眼较大;少数几乎终生营地下穴居生活种类的眼极为退化,如竹鼠亚科(Rhizomyidae)和鼢鼠亚科(Myospalacinae)仅存细小的孔洞,而鼹形鼠(Spalax)则已全盲。
2.鼻吻部(snout, proboscis) 鼻和嘴分别生在颜面的上、下部,通常合称为鼻吻部。鼻孔(nares)生于鼻吻部的先端,下方为上、下唇包绕的嘴,其尖端称鼻端或鼻吻端,是啮齿动物身体最靠前的部分。啮齿动物的鼻吻部较向前伸长,但不似食虫类动物那样尖锥。
3.颜面部(face) 两侧称颊部(gena)。颊部下方,下唇的下后方为喉部(laryn-geal)。在上唇和颊部生有坚硬的刚毛,为其触觉器官,称触须(palp, tentacle)。
4.颅部(skull) 也称脑颅部,其前部称额部(frons)。在颅部两侧生有一对外耳,其耳壳的长、短和形状因不同鼠种营不同的生活方式而差异很大。兔类(Lepus)的耳壳很长,多达120mm以上,而与其近缘的鼠兔类(Ochotona)的耳长则都在30mm以下,长耳跳鼠(Euchoreutes naso)的耳长接近其体长之半,而旱獭类(Marmo-ta)和黄鼠类(Spermophilus)的耳壳退化,只存痕状物,竹鼠科和鼢鼠亚科等营地下生活的种类则已完全没有外耳壳。
(二)颈部(cervix)
颈部在头部后方,是头与躯体连接的部分,一般均较短。在密林、灌丛和草丛中栖息的鼠类,如常年在林木枝杈或植物丛中穿行的某些松鼠科和鼠科(Muridae)种类,以及以跳跃为其主要运动方式的跳鼠科种类,都有较长的颈部,以保持行动的灵活。挖洞居住的鼠类,如沙鼠亚科和仓鼠亚科(Cricetinae)等的颈部均较短,有利于其挖掘、推送洞土及洞内转身;在坚硬的基岩层挖掘深洞的鼠类,如旱獭(Marmota)和完全营地下生活的鼠类(竹鼠科和鼢鼠亚科种类),则已几乎没有明显的颈部。
图1-1鼠类外形示意(引自韩崇选等,2005)
1.吻2.须3.颊4.眼5.额6.耳7.喉8.颈9.背10.腹11.臀12.尾13.股14.后足15.肩16.前足17.趾18.爪
(三)躯干(body)
躯干部体积最大,为动物的主要部分,许多重要的器官均位于体躯内。啮齿动物的体躯较长而略呈弓形弯曲。
1.背部 体躯的上面,介于颈部和骨盆之间的部分称背面或背部(body back),由前向后,背面可分为前背(上背部)和后背(下背部)。前背的前部两侧,连接前肢的部位称肩部(shoulder),后背后部连接后肢的部位称臀部(buttocks, fundament)。
2.体侧 体躯的两侧称体侧。
3.腹面 体躯的下面称腹面,由前向后,腹面可分为胸部(bosom, breast, brisket, chest)和腹部(venter, abdomen)。
4.泌殖口 在体躯的后面生有消化道的排出口肛门(anus)。肛门前有泌尿生殖孔,雄性有阴茎,其尿道口位于阴茎的末端。雌性的生殖口,阴门位于肛门前方,其前方另有一尿道口。在雄性个体的阴茎两侧,生有薄壁皮肤隆起的阴囊,睾丸藏于其中。
5.乳头 在雌性繁殖个体的腹面两侧(分胸位和腹位)生有乳头数对,哺乳期乳头膨大分泌乳汁,有供乳史的乳头伸长。
6.睾丸 雄性幼体的睾丸很小,隐于腹腔内;雌性幼体和亚成体的乳头也不显露。因此,通常需用剖检法确认此年龄段鼠类的性别。
7.鼠鼷腺 在泌尿生殖孔两侧的鼠鼷部有分泌鼠臭味的鼠鼷腺,麝鼠(Ondatra zibethicus)和河狸都具有能分泌芳香气体的香腺,短尾仓鼠(Cricetulus eversmanni)的腹部还生有发达的腹腺,俗称“大肚脐”。
(四)尾部(trail)
尾在躯干的后部、肛门的上方,不同种类尾的长短、大小和形状千差万别。鼠科种类的尾较长,多与其体长相近,蹶鼠属(Sicista)等的尾可达体长的1.5倍或更长;仓鼠科(Cricetidae)一些种类的尾却较短,仅有体长之半或更短;兔尾鼠属(Lagu-rus)、毛足鼠属(Phodopus)和鼠兔属则没有外尾,仅残存几节尾椎骨。巢鼠(Mi-cromys minutus)和攀鼠(V ernava fulva)等的尾细长,有利于缠绕植物的枝和茎向上攀爬;松鼠科中的一些树栖种类的尾巴很粗大,当其在枝杈间蹿跳时起舵的作用,一定程度上还可减少身体下落的速度;河狸的尾极为特殊,甚大而扁,覆有大型鳞片,游水时用以掌握航向。多数种类的尾均覆密毛,但许多鼠科种类的尾却几乎无毛,环状鳞片清晰可见,豪猪科(Hystricidae)的尾部还生有许多用以防御天敌的角质长刺。一些跳鼠科种类的长尾端部生有黑白相间的毛穗,其在夜间跳跃时用甩尾方法传递信息及改变行进方向,以摆脱天敌追捕。
(五)四肢(extremity, limb)
四肢生于躯体的前后两侧,是主要的运动器官。营穴居生活的种类四肢多短粗,在森林或高草丛中栖息的种类多体形纤细,四肢修长,行动敏捷。生活在荒漠草原的跳鼠,由于长时间远距离的跳跃觅食,后肢大于前肢几倍。鼯鼠科种类的体侧前后肢间均生有皮翼,是它们在空中滑翔的特化适应器官。与地下挖掘活动有关的竹鼠科和鼢鼠亚科种类的前足掌很粗大,鼢鼠亚科种类的前爪长超过其趾长;巢鼠的脚趾末端变粗,脚掌有垫状物,爪弯曲而锐利,均有助于攀树和在枝上奔走。在戈壁滩上生存的种类通常足掌裸露;潮湿环境中的鼠类除足掌裸露外,还多具发达的掌垫;而生活在草原和沙丘中的种类的后足掌常密覆短毛。营水中生活的河狸和水 的后足趾间具半蹼,在水中起浆的作用。长期营地下生活的鼢鼠,由于经常挖掘洞道,前肢和爪都比后肢健壮发达;也有少数指甲扁平,如旅鼠、田鼠类的前肢爪短,中间的三趾爪长小于趾长;又如三趾跳鼠拇指和末趾退化缺失。这些都是长期对自然环境适应和选择的结果。
二、毛被与毛色
全身被毛是哺乳动物的特征。
(一)毛被(hair)
毛被在春秋冷暖交替的季节需要更换即换毛。啮齿动物的毛被可分针毛、绒毛和须毛三种。
1.针毛(seta, bristle) 长而坚韧,依一定的方向着生(毛向),具保护作用。
2.绒毛(fluff, fuzz) 位于针毛的下层,无毛向,毛干的髓部发达,保温性好。
3.须毛(palp, tentacle) 为特化的针毛,有触觉作用。
(二)毛色
毛被的颜色与其栖息环境的温度和辐射热有关。啮齿动物不但有最常见的全身灰黑色(褐家鼠、莫氏田鼠)、灰褐色(小家鼠、仓鼠),也有黄褐色(社鼠)、棕褐色(黑线姬鼠)、红棕色、红褐色或栗棕色(红背 、棕背 、东方田鼠)和沙灰色(狭颅田鼠)。有些鼠类的背腹毛色完全不同,如沙鼠和跳鼠的背毛为土黄色,腹毛为白色。毛被的颜色与组成毛被的每根毛的颜色有关,毛有单色,也有毛尖和毛基颜色不同的双色毛和三色毛。
三、外形测量
啮齿动物的外形测量主要包括体长、尾长、后足长、耳长、体重和胴体重(图1-2)。其中,长度单位采用mm,体重单位用g。
体重(avoirdupois) 整体重量。
胴体重(acetone body or ketone body) 除去全部内脏的重量。
体长(body length) 从吻端至肛门或尾基的直线距离。
尾长(tail length) 从肛门或尾基至尾端(端毛除外)的直线距离。
后足长(back leg length) 从后跟至最长趾端(爪除外)的直线距离。
耳长(auris length) 从耳孔下缘至耳壳顶端(端毛除外)的距离。
图1-2鼠类外形测量
1.体长2.尾长3.后足长4.耳长