信鸽瓶状囊耳石中磁性元素的电感耦合等离子体质谱分析

摘要

脊椎动物的内耳中存在耳石器官。在鱼类进化到爬行类、两栖类，再到鸟类和哺乳动物的过程中，耳石器官不断进化。哺乳动物只含有球囊和椭圆囊两种耳石器官，而非哺乳动物中还存在另外一种耳石器官--瓶状囊。进化水平较高的鸟类的瓶状囊要比低等动物发育得更好。瓶状囊进化地位的特殊性引起了研究者们极大的关注，而对于它在鸟类神经系统中究竟起怎样的作用更是人们所关心的问题。 鸟类瓶状囊器官位于耳蜗的顶端，含有耳石并有神经支配，但其功能尚不清楚。有人认为瓶状囊的耳石中Fe、Zn等元素含量较高，使得鸟类能够感受地球磁场而具有导航能力，但这个假说目前还存在争议。澄清鸟类是否依赖瓶状囊中磁性元素来导航这个问题的关键步骤之一是精确地了解瓶状囊耳石磁性元素的含量是否比内耳球囊和椭圆囊耳石更丰。为此，本研究中应用高灵敏度和稳定性的电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定成年信鸽瓶状囊耳石样品中铁磁性元素Fe、Co、Ni以及其它金属元素的含量(以Ca作为基准的百分比含量)，并同内耳的球囊和椭圆囊耳石中的这些元素的含量进行比较。 本研究的结果发现：成年信鸽瓶状囊耳石中铁磁性元素Fe、Co、Ni的含量不足Ca元素的0.7％，与球囊和椭圆囊耳石中的含量为同一数量级。瓶状囊耳石中Fe的含量与椭圆囊耳石相比无显著性差异且略低于球囊耳石；瓶状囊耳石中Co的含量略低于球囊耳石，但略高于椭圆囊耳石；瓶状囊耳石中Ni的含量与球囊相比无显著性差异，但略高于椭圆囊耳石。瓶状囊耳石中其它金属元素Na、Mg、K、Al、Mn、Pb的含量与球囊和椭圆囊耳石相比无显著性差异，但Zn、Ba、Cu的含量略低于球囊耳石。 这些结果表明成年信鸽瓶状囊耳石中磁性元素的含量极低而且不比内耳球囊和椭圆囊耳石更丰，从而不支持信鸽瓶状囊耳石中含有较高的Fe、Zn等元素所以能够感受地球磁场这一假说。信鸽瓶状囊的耳石与椭圆囊的耳石在形态、元素组成及含量水平上具有相似性，提示这两种耳石器官可能在感受重力和加速度信号中起相似的作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论(耳石器官的研究进展)

1.1引言

1.2耳石器官

1.3耳石的形态

1.4耳石的化学组成

1.5耳石的发育

1.6耳石器官的功能

1.7瓶状囊

第二章绪论(鸟类导航机制的研究进展)

2.1引言

2.2鸟类导航相关理论

2.3鸟类导航机制

2.4鸟类导航机制分子水平的研究

2.5瓶状囊与鸟类的导航能力

第三章绪论(电感耦合等离子体质谱技术)

3.1引言

3.2 DRCⅡ-ICPMS原理及装置

3.3 ICP-MS在生物学中的应用

第四章信鸽瓶状囊耳石中磁性元素的电感耦合等离子体质谱分析

4.1引言

4.2材料与方法

4.3结果

4.4讨论

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

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