夜间人造光对安哥尼沼鼠昼夜活动节律的影响：自然与人工条件下的光敏感性研究

《Chronobiology International》：Light sensitivity and diel activity rhythms in the Angoni vlei rat (Otomys angoniensis) under natural and artificial conditions

　　本研究通过对比安哥尼沼鼠在标准实验室光暗周期、低强度夜间人造光（ALAN，2 Lux）及自然光照温度波动条件下的活动节律，发现其虽表现为夜行性模式，但自然环境下活动振幅、中值节律（MESOR）和节律稳健性显著增强。ALAN未显著抑制活动量，提示该物种具有时间生态位灵活性，其昼夜节律受多种环境因子（如光照强度、温度波动、黄昏过渡）协同调控。研究强调了在生态真实场景中评估生物钟调节机制的重要性，为理解人类活动干扰下野生动物的适应性提供新见解。

　　

ABSTRACT

夜间人造光（ALAN）可能扰乱野生动物的日常节律，但其对非洲啮齿类的影响尚不明确。本研究以时间生态位存在争议的安哥尼沼鼠（Otomys angoniensis）为对象，通过对比其在三种处理（标准实验室光暗周期、实验室光暗周期叠加2 Lux ALAN、自然光照温度波动）下的活动模式，发现其活动始终以夜行为主。然而，自然条件下的节律振幅、MESOR和稳健性均达到实验室处理的近三倍。ALAN未显著抑制活动量，表明其遮蔽效应较弱，且暗示该物种可能存在时间生态位灵活性。自然环境中更明亮的昼间光照与温度波动可能是增强节律的关键因素。研究者提出，尽管实验室中O. angoniensis表现为夜行性，其在自然生境中可能更具昼行倾向。

Introduction

生物钟（Circadian rhythms）是生物体适应外界环境的核心内源性节律，其同步主要依赖光暗循环。时间生态位（temporal niche）作为物种生态特化的关键维度，受生理特性与外部因素（如竞争、捕食、气候）共同塑造。动物活动模式常划分为夜行性（nocturnal）、昼行性（diurnal）、晨昏性（crepuscular）或全时性（cathemeral），并伴随相应的感官适应性（如视网膜视锥/视杆细胞比例差异）。多数啮齿类为夜行性，对自然夜光（满月约2 Lux）敏感，但ALAN可能通过遮蔽效应（masking effects）或节律参数改变干扰其行为。实验室研究常忽略温度、声景等自然线索，导致与野外观察不一致的结果。非洲沼鼠属（Otomys）物种的活动模式报道存在矛盾，而O. angoniensis的昼夜节律特性尤其缺乏研究。本研究通过对比不同环境背景下其活动节律，旨在揭示ALAN对其节律可塑性（circadian flexibility）的影响。

Materials and Methods

2019年夏季于南非豪登省摇篮自然保护区捕获19只成年安哥尼沼鼠（10雌9雄），个体饲养于透明塑料笼（60×40×36 cm），笼内铺设沙土并提供巢材。实验分为三个阶段：

1. 1.
   标准实验室条件（LAB）：恒温24°C，12h光照（40 Lux）/12h黑暗；
2. 2.
   ALAN处理：LAB基础上添加间接2 Lux夜光；
3. 3.
   自然条件（NAT）：露天围栏暴露于环境光温波动。
   各处理含3天适应期与10天实验期，通过红外运动传感器记录每分钟活动次数，使用Cosinor分析计算节律振幅（amplitude）、峰值相位（acrophase）、MESOR及稳健性（robustness）。采用广义线性混合模型（GLMM）分析活动量与处理、时间、性别的关系。

Results

活动量受处理条件显著影响（χ²=3431.72, p<0.001），NAT下活动计数显著高于LAB与ALAN（p<0.001），而后两者无差异（p=0.192）。所有处理中夜间活动均显著高于昼间（χ²=3411.63, p<0.001），性别无主效应（p=0.715）。NAT下节律振幅（χ²=23.97, p<0.001）、MESOR（χ²=24.68, p<0.001）与稳健性（χ²=20.72, p<0.001）均显著高于实验室条件，但峰值相位无组间差异（p=0.072）。雄性在NAT的昼间活动略高于雌性（p<0.001），但整体节律模式一致。

Discussion

O. angoniensis在实验中表现为基础夜行性，但其对ALAN的弱反应（无活动抑制）与严格夜行啮齿类（如非洲侏儒鼠、南非多乳鼠）截然不同，更接近昼行或晨昏性物种的反应模式。自然条件下活动节律的增强可能源于多种环境协同步骤：自然黄昏渐变光照、更高的昼间光照强度（500-700 Lux）、温度波动及自然声景的共同作用。该物种在野外被昼夜捕食者（如鹭、猫头鹰、狞猫）包围，其实验室外的昼间活动记录（25%个体于白昼被捕获）暗示生态位灵活性。生境植被缺失可能强化实验室中的夜行表现，而ALAN的微弱影响提示其对城市化光污染具有一定耐受性。后续研究需结合野外追踪与感官生理实验，进一步解析其生物钟调节机制在破碎化生境中的适应性价值。