一年四序厘革多端，春气候温回暖，炎天酷暑酷热，秋日气温转凉，冬天寒冷砭骨。我们之以是可以或许领会这四时之景的差别，是由于地球的自转和公转导致了光照、降水、温度等的年度厘革，产生了这分明的四序。

“春天来了，万物复苏，又到了动物交配的季候……”

这是经常出现在《动物天下》里的一句话。随着气候徐徐变暖，好像万物都开始规复了生气。为什么差别季候，动物们的运动有所差别呢？

为了顺应差别季候情况的厘革，生存在温带和寒带的哺乳动物在长期的进化过程中徐徐形成了一系列与外界情况厘革同步的季候性生理特点，实时地感知与猜测情况厘革并对其做出恰当的相应，迎合生存资源丰富与匮乏的周期性瓜代。

此中繁殖活动作为一个高耗能的生理活动，天然也是被限定在每年的特定时段，这也就产生了小型动物中范例的季候性繁殖征象。

而光周期又是各种情况因子当中随周期性厘革最为稳固的一个情况因子,因此也成为了动物猜测情况厘革的最重要依据。也就是说动物可以或许通过感知外界明暗的好坏来感知季候的厘革,从而在符合的季候调治身段状态到一个恰当举行繁殖的状态。

春夏季繁殖的田鼠

不知道你有没有发现，一些小动物总是喜欢在温暖的季候出动，着实相对温暖的时期，大概正巧是它们的繁殖期。

以分布于内蒙古草原的布氏田鼠为例，作为一个范例的野生鼠种，它的繁殖期在日长徐徐变长的春夏季（3—9月份）开始, 到秋冬季候的时间竣事，这种一年当中只在特定季候举行繁殖的特点就叫做季候性繁殖。那么这种季候性繁殖是怎样被光周期调控的呢？

中国科学院动物研究所的张知彬研究员团队克日发现，肠道微生物在布氏田鼠的季候性繁殖中起着至关告急的作用。

其发表在微生物学期刊《Microbiome》上的一篇题为“Gut microbiota is associated with the effect of photoperiod on seasonal breeding in male Brandt’s voles (Lasiopodomys brandtii)”的文章表明，光周期可以或许通过影响田鼠肠道中微生物菌群（肠道微生物是指在动物的肠道中存在的数量巨大的微生物,这群微生物在动物的肠道中生存,同时资助寄自动物完成多种生理生化功能）的种类，作用在HPG轴-褪黑素-Kisspeptin/GPR54这一体系，从而完成对布氏田鼠季候性繁殖的调控。

团队通过在室内人为的利用光周期好坏，测定了在差别光周期下，布氏田鼠的身段状态特性。

结果表明，袒露在短光周期下的布氏田鼠不但体重增长变缓，其性腺（睾丸和附睾）的重量也会明显低沉、与繁殖有关的激素（如促卵泡激素、促黄体天生素和睾酮）水平和有关基因（如Dio2、Rfrp-3，Kiss-1和GPR54）的表达水平也都明显低沉，这些都可以看做是繁殖本领降落的一种表现。

这些数据表明确布氏田鼠在长光周期下的繁殖本领要优于短光周期下生存的田鼠，这也表明确为什么在3—9月份这一较长光周期的时间段内，田鼠的繁殖活动最多。

差别季候光周期的影响

从上面的研究，我们知道了光周期会影响到体内的微生物类群。那具体微生物类群是怎么受影响的呢？

研究团队测定了差别光周期下田鼠的肠道微生物的构成身分与结构，结果发现光周期确实是决定了田鼠在肠道中的微生物类群。

科研职员发现，生存在短光周期下的田鼠与生存在长光周期下的田鼠在肠道微生物身分上表现出明显差别，而且将长、短光周期生存的布氏田鼠的粪便举行移植后，发现原来在短光周期下生存的田鼠在担当了在长光周期中生存的田鼠的粪便移植后，其体内3个与繁殖干系的激素（褪黑激素、促卵泡激素和促黄体天生素）水平和3个与繁殖干系的基因（下丘脑Kiss-1、睾丸Dio3和Dio2/Dio3比值）水平都变得和长光周期下生存的田鼠的干系水平同等。

这就证实确光周期确实会影响肠道微生物的构成，而肠道微生物的构成又进一步影响了动物的繁殖本领。肠道微生物的厘革，影响到不但仅是动物的繁殖本领。别的，上述这种肠道微生物的移植也改变了布氏田鼠的运动节律，担当了长光周期生存的田鼠的微生物移植后，原来在短光周期下生存的田鼠的运动节律变得和长光周期下生存的田鼠同等。这分析肠道微生物除了会影响动物的繁殖性能，还会影响动物的运动节律。

通过以上几个实行，科研职员们险些可以确定，外界情况中的光周期可以或许明显影响动物的肠道微生物类群，而肠道微生物类群的这种改变又通过作用于HPG轴—褪黑激素—下丘脑中Kisspeptin/GPR54的体系来决定了动物体内的繁殖性能，终极形成了繁殖性能与光周期密切干系的这么一个征象。

季候性厘革研究的启示

研究差别季候光周期的厘革，不但给我们表明确为什么鼠类的繁殖会具有显着的季候性特点，还在害虫防治、家畜育种和人类康健管理方面都给出了告急的理论性引导。

比方，颠末特定的短光周期袒露后的肠道微生物群可以或许使宿主更容易进入就寝，这对改善一些入睡困难患者的就寝标题大概经常观光出差的人的时差标题都会有很大的益处。

别的林业或农业部分可以利用颠末特定短光周期袒露的微生物群来减缓有害啮齿类动物的繁殖，克制害虫害鼠出现过大的种群数量，从而到达控制鼠害的目的。

别的，很多农场里家畜的繁殖性能也在很大水平上受到光周期的影响(如马和驴更喜欢在长光周期下举行繁殖，而羊和骆驼更喜欢在短光周期下举行繁殖)。因此，养殖户们也可以利用特定光周期袒露后的微生物群来调控家畜的繁殖，劳绩到更大的经济效益。

注：文中拉丁文应为斜体

出品：科普中国

作者: 冰冰棒（中国科学院动物研究所）

监制：中国科普博览

编辑：郭雅欣