摘要
有机体的脑作为学习、记忆、认知和信息处理的中枢系统，其适应性进化研究是进化生物学的核心内容之一。脑作为脊椎动物的一种高耗能器官，其大小进化与另一种高耗能器官肠道存在紧密联系。“认知缓冲假说”认为拥有相对较大的脑的物种，其认知能力更强，能选择质量更高的食物来提高食物的消化吸收从而获取更多能量，并且食物质量越高，肠道消化食物越快，导致肠道长度越短。同时，栖息地类型也会对有机体的脑的功能造成选择压力，从而对脑形态大小的进化产生影响。因此，解析脑与肠道之间的进化权衡关系，同时探究栖息地类型对脑大小的影响，有助于更加全面理解脑大小进化的生态适应机制。目前对脊椎动物脑形态大小进化的研究主要集中鱼类、两栖类以及鸟类与哺乳类等类群中，并且学者相继提出了几种主流的科学假说来解释脊椎动物的脑大小的生态适应性进化，其中包括；“认知缓冲假说”、“能量限制假说”、“高耗能器官代价假说”以及“发育成本假说”等重要的假说，但类似的研究在蜥蜴类动物中却还未见系统性报道。因此，本研究以国内的32种蜥蜴类物种作为研究对象，通过解剖并测量所有个体的脑大小和肠长度，探究蜥蜴类脑大小与肠道长度之间的进化权衡关系；同时阐明了栖息地类型对其脑大小进化的影响。主要结果和结论如下： 1.通过对32种蜥蜴类个体的脑组织进行解剖与测量，运用单因素方差分析对种间的脑指数差异进行定量分析。研究结果发现，脑大小与脑重在物种间存在显著差异，不同的脑结构（端脑、中脑、小脑、后脑与嗅球）大小在物种间均存在显著差异；脑重与体重之间存在明显的线性关系，并且推测出脑重比率与相对脑重这两个脑指数对于脑大小进化的重要性； 2.总脑与五个不同的脑结构之间存在异速生长的现象，但整体表现为协同进化的趋势，为支持“约束式进化假说”提供新的证据；但不同的脑结构大小之间存在超异速生长，嗅球的生长速率远远超过其余脑结构的生长速率，支持了“独立式进化”的推断，为支持“镶嵌式进化假说”提供新证据； 3.肠道长度与相对脑大小之间不存在显著相关性，但端脑大小与肠道长度之间存在显著正相关，推测出端脑的增大可能是与功能需求的提高有关，例如，食物的获取度； 4.不同的栖息地类型显著影响物种间脑大小的进化，表现为陆栖型物种拥有相对最小的脑，岩栖型物种拥有相对最大的脑；为支持“认知缓冲假说”提供新的实验证据。 综上研究结果揭示了国内32种蜥蜴类动物的脑大小进化与肠道长度之间的权衡关系，同时阐明了物种的栖息地类型对蜥蜴类动物脑大小进化的生态适应性的重要性，并且在变温动物的脑大小进化的研究中，为验证“认知缓冲假说”与“约束式进化假说”提供了新的实验证据；为脊椎动物不同的脑结构大小与功能间的适应性进化研究提供新的视角。
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