本项目综合运用野外种群生态学、实验室生理生态学及分子遗传学研究方法,以周期性孤雌繁殖萼花臂尾轮虫和枝角类的透明蚤为模式动物,探究如下科学问题1 建立者种群遗传结构对种群生态学性状和遗传分化速率的影响;2 有性繁殖发生的频率对种群遗传结构及其动态变化的影响;3 生境空间大小对种群遗传结构的影响;4 不同遗传特性的休眠卵是否需要在能够保证其生活个体最适生存、最佳竞争力的环境诱导下才萌发?5捕食者、竞争者对种群生态性状和遗传变异的影响。通过系统研究上述问题,部分阐明周期性孤雌繁殖浮游动物独特的遗传分化特点及其影响因素,为浮游动物生态遗传学重要的理论假说及物种分化的机理性研究提供基础数据。
环境如何影响生物种群的生态性状与遗传分化,是进化生物学的重要研究内容之一。该项目探讨了周期性孤雌繁殖轮虫种群的遗传、生态性状变异及其与生境的关系。结果发现单次有性生殖可使种群获得临时收益,且这种收益在长期适应的环境中更显著。一定范围内有性生殖次数的增加可提高种群适合度,但再增加的有性生殖则不能使适合度升高,甚至会有负作用。有性生殖可提高种群的遗传多样性;水体大小对种群遗传结构及其分化影响显著,大水体种群遗传多样性高,单倍型数量多且相互之间遗传分化较大,存在优势单倍型。小水体种群遗传结构受建立者效应影响较大。年度、季节变化对种群遗传结构也有重要影响; 同一种群内不同遗传克隆的轮虫具有不同的休眠卵生产与孵化对策,且不同克隆孵出的F1代雌体生态性状多样化;猎物在捕食者存在的情况下可迅速转化为防御性形态,但其休眠卵孵化率不受捕食者影响。捕食者种群的密度及猎物种群食物的密度均可调节两种猎物种群的竞争结果。生活在同一水域的臂尾轮虫属不同种轮虫对PH的耐受范围差异明显,各种轮虫在不同 pH下均存在生殖代价,且胁迫环境下生殖代价更显著。高pH与NH3-N的协同作用严重影响轮虫种群的适合度。