周氏睑虎繁殖生物学研究

陈波， 翟晓飞， 王同亮， 汪继超

（热带岛屿生态学教育部重点实验室，海南省热带动植物生态学重点实验室，海南师范大学生命科学学院，海口571158）

周氏睑虎Goniurosaurus zhoui隶属爬行纲Reptilia有鳞目Squamata睑虎科Eublepharidae睑虎属Goniurosaurus。目前睑虎属共记录24个物种，主要分布在中国、越南和日本（Ziegleret al.，2008；
Nakamuraet al.，2014；
Zhuet al.，2021）；
中国记录分布15种，其中4种分布于海南岛（周润邦等，2019），均为海南特有种，国家二级重点保护野生动物。目前关于睑虎属物种的研究主要集中在新物种的形态描述与分类（张洁等，2014；
张汾，李友邦，2017；
Zhouet al.，2018）、系统进化（Liang Bet al.，2018；
Wanget al.，2019；
Zhaiet al.，2019）、贸易（Ngoet al.，2019）和种群资源调查（陈一帆等，2019；
陶星宇等，2021）等方面，而有关睑虎属物种繁殖生物学方面的报道仍相对较少（陶星宇等，2021）。

爬行动物中大多数物种的繁殖方式为卵生，卵大小与窝卵数之间的权衡是繁殖生物学研究的热点之一，通常雌性在有限的资源下，卵大小与窝卵数间因存在权衡而呈负相关。最适卵大小理论认为，自然选择下的某个地理种群所产的卵大小为最佳，随着可利用资源的增加，雌性的窝卵数增加，但卵大小不会增大，此时卵大小与窝卵数间无显著相关性（Liang Tet al.，2018；
梁涛，时磊，2018）。然而生理限制假说认为，较小个体因自身存储能量不足而产较小的卵，随自身存储能量的增加，雌性可以增加对单个卵的投入（Yanagi &Tuda，2012）。形态限制假说认为，雌性自身的局部特征会限制卵的大小（Congdon & Gibbons，1987；
梁涛，时磊，2018）。体型是决定生物体一系列生理生态特征的基本特征（Starostovaet al.，2010）。在许多动物中普遍存在体大小和局部特征以及体色在两性之间的差异，即两性异形（罗来高等，2012）。已有研究表明两性异形出现的原因包括性选择、繁殖力选择和两性生态位分化，其中，性选择假说和繁殖力选择假说成为主要的驱动力（Starostovaet al.，2010；
Zhao & Liu，2018）。在蜥蜴中两性异形集中在头部和躯干。性选择假说预测雄性具有较大的头部，繁殖力选择假说预测雌性具有较长的躯干（Bell & Zamudio，2012）。

本研究对周氏睑虎的繁殖输出、孵化参数、两性异形等进行了调查研究，研究目的如下：（1）验证周氏睑虎卵大小与窝卵数是否受到雌性的生理限制；
（2）验证周氏睑虎雌雄之间是否存在两性异形，及其产生原因；
（3）补充其基础的繁殖生物学资料，为保育提供科学依据。

1.1 研究区域

海南鹦哥岭国家级自然保护区位于海南岛中部（109°15′～109°50′E，18°50′～19°12′N），总面积50 464 hm2，保护区行政区划属于白沙、琼中、五指山、乐东和昌江五市县白沙县、五指山市、乐东县、琼中县4县市。保护区地势中间高四周低，海拔180～1 812 m；
属热带海洋性季风气候，年均温20～24 ℃，年均降水量1 800～2 700 mm（吴海霞等，2019）。

1.2 实验方法

在研究区域内捕获已怀卵的雌性周氏睑虎16只［琼林审批（2017）33号］，置于人工模拟生境箱中单独饲养，每天补充足够的食物及日常所需的钙粉和维生素。每天观察以保证第一时间收集卵。将卵放置于孵化盒中自然条件进行孵化，孵化过程中采用摄像头记录出壳的过程，以及每5天测量1次卵的质量和长、短径。记录孵化温度、湿度，收集繁殖生物学相关参数。采用电子天平［SI234，丹佛仪器（北京）有限公司；
精度0.01 mg］称量其母体产前体质量、产后体质量、窝卵数、窝卵重、卵质量、卵长径、卵短径，繁殖投入=（产前体质量-产后体质量）/产前体质量、相对窝卵重1=窝卵重/产后体质量、相对窝卵重2=窝卵重/（产后体质量+窝卵重）。窝卵数和卵大小（卵质量）的变异程度用变异系数（SD/xˉ）表示。用数显游标卡尺（广州百威狮工具有限公司；
精度0.01 mm）测量母体的体长、尾长、头长、头宽、头高、吻长、眼耳距、腋跨距以及幼体的体质量、体长、尾长、头长、头宽、头高、吻长和眼耳距。

根据前期对周氏睑虎野外分布的预调查结果，于2020年8月，在研究区域内选取1条长3 km的样线对周氏睑虎的雌雄比和怀卵率进行了调查。

成幼识别方法：参考Takaki和 Mamoru（2014）琉球睑虎G. kuroiwae年龄区分：幼体体长＜60 mm，成体体长＞75 mm；
根据周氏睑虎的形态特征，确定体长＞80 mm为成体，体色为紫棕色，体背面具灰白色环带，环带两侧被黑带包围，体表具不规则的斑点；
体长＜60 mm为幼体，头顶橙黄色，体背面具橙黄色环带，尾部具白色环带，体表纯净无斑点；
体长60～80 mm为亚成体，头顶橙色具黑色斑点，体背面具橙黄色环带，环带两侧具由黑色带包围，黑带之间具少量深色斑点（图1）。

图1 周氏睑虎Fig. 1 Goniurosaurus zhoui

性别判断方法：雄性周氏睑虎泄殖腔下方有明显的2枚凸起，上方有1排比较明显的肛前孔；
雌性周氏睑虎不具备以上2个特征（图2），与海南睑虎Goniurosaurus hainanensis的判断方法一致（陶星宇等，2021）。

图2 雄性（A）与雌性（B）周氏睑虎Fig. 2 Male （A） and female （B） Goniurosaurus zhoui

怀卵及数量的识别方法：观察雌性个体的腹部是否有浅白色结构，同时用手轻轻触碰，看是否存在一定的硬度，如果存在说明该个体已怀卵，同时根据浅白色结构的数量判断怀卵数量（图3）。

图3 雌性周氏睑虎怀卵的腹部（1、2示卵）Fig. 3 The abdomen of female Goniurosaurus zhoui carrying eggs （1 and 2 indicate the egg）

为验证两性体型大小之间是否存在差异，随机采集31只成体周氏睑虎（雄性：n=15，雌性：n=16）。参照Ziegler等（2008）的方法，采用数显游标卡尺测量体长、尾长、头长、头宽、头高、吻长、眼耳距和腋跨距，测量完成后当场释放。

1.3 数据处理

采用Excel 2003进行数据记录整理，采用SPSS 26.0进行数据分析。数据经正态分布和方差齐性检验后，采用独立样本t检验比较周氏睑虎成体两性体长的差异；
用体长为协变量、性别为因子的单因素协方差分析（One-Way ANCOVA）比较周氏睑虎成体雌雄个体大小的差异性。用Pearson相关性分析计算繁殖投入、窝卵数、窝卵重、卵质量、相对窝卵重、卵长径和卵短径与母体体长和腋跨距之间的相关性，以及母体大小与幼体大小之间的相关性。数据以xˉ±SD表示，P＜0.05为差异显著。

2.1 繁殖参数

2.1.1 产卵过程分为产卵前、产卵中和产卵后。产卵前母体会进行刨坑，以备产卵。产卵中身体不断左右来回扭动，产第二枚卵时，身体在扭动的间隙会用后肢不断转动已经产的第一枚卵。产卵完成后用后肢不断翻动卵，最后用土壤覆盖住整个卵。

2.1.2 繁殖输出怀卵母体（n=16）的最小体长为86.32 mm，最大体长为106.49 mm，母体产前体质量10.63～20.69 g；
窝卵数1～2枚，窝卵重2.97 g±0.70 g，平均卵质量1.63 g±0.20 g，卵长径20.68 mm±1.27 mm，卵短径 11.80 mm±0.53 mm，繁殖投入0.20±0.05（表1）。窝卵数的变异系数0.22、卵质量的变异系数0.12。相关性分析表明，卵质量（r=0.815，P＜0.01）、卵短径（r=0.545，P=0.01）、卵长径（r=0.597，P＜0.01）均与体长呈正相关。窝卵重（r=0.423，P=0.102）、窝 卵 数 -体 长（r=-0.030，P=0.911）、相对窝卵重1（r=-0.347，P=0.187）、相对窝卵重 2（r=-0.317，P=0.232）、繁殖投入（r=-0.046，P=0.866）均与体长不存在相关关系。卵质量（r=0.725，P＜0.010）、卵长径（r=0.518，P=0.004）、卵短径（r=0.412，P=0.026）均与腋跨距之间存在显著正相关关系，窝卵数（r=0.036，P=0.896）、窝卵重（r=0.401，P=0.124）、相对窝卵重1（r=0.480，P=0.060）、相对窝卵重2（r=-0.263，P=0.324）、繁殖投入（r=-0.072，P=0.792）均与腋跨距不存在显著相关关系。卵长径与窝卵数呈负相关关系（r=-0.389，P=0.037），卵的短径与窝卵数不存在相关关系（r=0.181，P=0.346）。

表1 繁殖雌性周氏睑虎体型及参数Table 1 Body size and parameters of reproductive female Goniurosaurus zhoui

2.1.3 孵化共收集29枚卵，其中未受精卵4枚，早期、晚期发育异常的受精卵分别为4枚、2枚，共孵化出19枚。未受精率13.79%，孵化率76%，幼体畸形率10.53%。孵化过程中，卵的重量、卵长径、卵短径随时间的增加而增加，孵化到45～50 d，卵长径和短径变化较明显（图4）。孵化平均周期为66 d，最短61 d，最长75 d。平均出壳时间为66.85 min，最短34 min，最长106 min。孵化的平均温度26 ℃、平均湿度80%。7—8月收集怀卵的雌性个体产卵集中在9月，出壳集中在11月。

图4 孵化过程中周氏睑虎卵大小的变化Fig. 4 Changes in egg size of Goniurosaurus zhoui during hatching

2.1.4 出壳幼体形态指标刚出壳的幼体体色较纯净，无明显的斑点。分为头、躯干、四肢和尾4个部分。头为三角形，头顶部橙黄色，眼眶上具明显的1排紧密的大疣粒；
体背面具5条橙黄色环带，其中颈部的环带延伸到口且环带两侧有黑褐色的色条，其余环带之间由黑褐或黄褐色宽条带镶嵌其中。尾部有5～6条白色完整独立的环带，有些个体仅尾部背面具完整独立的环带，但尾部的底面并非分开独立，尾部的部分环带之间相连。腹部为黑灰色或者白灰色，四肢为黑褐色或淡褐色，前肢比后肢短（图1：A）。

刚孵出的幼体（n=18）平均体长41.33 mm±1.30 mm，尾长33.21 mm±1.88 mm，头长与头宽比为1.47±0.06，体长与尾长比1.24±0.06，平均体质量1.65 g±0.24 g（表 2）。其中，幼体的头宽、头高、吻长与母体的体长和腋跨距存在显著正相关（P＜0.05）。幼体体长、头长、眼耳距、尾长与母体体长和腋跨距无显著相关性（P＞0.05）。幼体体质量与卵质量、母体产前体质量、产后体质量、体长、腋跨距存在显著正相关（P＜0.05）。

表2 出壳周氏睑虎幼体形态指标Table 2 Size statistics of Goniurosaurus zhoui hatchlings

2.2 种群基本参数

2.2.1 性比和成幼比共鉴定了77只周氏睑虎，其中，雌性34只，雄性43只，雌雄比为1∶1.3，共鉴定成体雌性20只，其中怀卵的10只，怀卵率50%。窝卵数1～3枚，其中，怀1枚卵、2枚卵、3枚卵占比分别为30%、60%、10%。

2.2.2 周氏睑虎两性之间体大小比较雄性头体长（98.58 mm±6.79 mm）显著大于雌性（91.91 mm±6.37 mm）（P＜0.01）；
雄性头宽（18.06 mm±1.75 mm）显著大于雌性（16.06 mm±1.23 mm）（P＜0.05）；
雄性头高（12.23 mm±1.17 mm）显著大于雌性（10.56 mm±0.85 mm）（P＜0.01）。雄性的头长、吻长、眼耳距、腋跨距的平均值均大于雌性，但差异不显著（表3）。

表3 周氏睑虎形态指标Table 3 Morphological measurement of Goniurosaurus zhoui

动物的繁殖是一个复杂的生理和生态过程，包括了生长和繁殖阶段能量分配的权衡等方面（梁涛等，2018）。自身身体状况是衡量动物能量储存的标准，较小雌性个体由于存储能量不足而产较小的卵，随着自身能量储能的增加，雌性可以增加对单个卵的投入或是更多的数目（Yanagi &Tuda，2012）。本研究中，周氏睑虎的卵质量、卵长径、卵短径与母体体长和腋跨距存在显著的正相关关系（P＜0.05）。窝卵数、窝卵重、相对窝卵重1、相对窝卵重2保持相对恒定（P＞0.05）。表明随着体形的增大，卵的重量、卵的长短径增大，但是繁殖投入、窝卵重、窝卵数、相对窝卵重1和2相对恒定，不会随着体型的增大而增大，这与敏麻蜥Eremias arguta相似（梁涛等，2018）。周氏睑虎的卵长径与窝卵数呈负相关关系（P＜0.05），卵的短径与窝卵数不存在相关关系（P＞0.05），这与大多数蜥蜴一样，卵的形状受到窝卵数的影响。周氏睑虎窝卵数变异系数（0.22）大于卵质量变异系数（0.12），这一结果支持数量和大小权衡的理论模型，后代大小的变异度小于后代的数量变异度，与宁波滑蜥Scincella modesta相似（Smith & Fretwell，1974；
罗来高等，2012）。卵大小随着母体体质量、体长、腋跨距的增加而增加，而窝卵重、窝卵数、相对窝卵重不随母体体长、腋跨距的增加而增加。以上表明雌性周氏睑虎随着体型的增加而增加对卵大小的投入，符合生理限制假说的预测。

爬行动物的窝卵数会受到繁殖策略、产卵次数、栖息环境等因素的影响，而窝卵数是反映脊椎动物繁殖力的重要指标之一，通常个体较大的雌性能产出较多的窝卵数（廖灏泓等，2013）。中国石龙子Eumeces chinensis的窝卵数（10～25枚）、卵大小、窝卵重均与母体体长呈正相关（计翔等，2002）。相比于宁波滑蜥（5～10枚）（罗来高等，2012）、蜡皮蜥Leiolepis reevesii（2～5枚）（林炽贤等，2004）、敏麻蜥（2～8枚）（梁涛等，2018），周氏睑虎窝卵数较少（1～2枚）。研究发现，繁殖策略可影响窝卵数，宁波滑蜥年产单窝，窝卵数5～10枚；
而白条草蜥Takydromus wolteri年产多窝，窝卵数2～7枚（马涛等，2013）。周氏睑虎繁殖策略属于年产多窝，繁殖期为3—10月，年产4～5窝，窝卵数1～2枚，与海南睑虎相似（陶星宇等，2021）。此外，周氏睑虎的繁殖投入（0.2）比南滑蜥Scincella reevesii的（0.35）低。有研究表明，栖息地环境恶劣时的繁殖投入比栖息地环境优越时高（莫灿坤等，2012）。推测周睑虎繁殖投入低可能与海南岛独特的地理位置以及相对优越的栖息环境有关。

卵生爬行动物胚胎发育受孵化水热环境等诸多环境因子的影响。先前研究表明孵化的水热环境能影响卵孵化成功率、胚胎代谢率、孵化期以及孵出幼体的形态、大小、行为、蜕皮、生长和性别等（Harlow & Taylor，2000；
陈慧丽，计翔，2002；
计翔等，2002；
朱新平等，2006）。周氏睑虎的卵为革质卵，容易受水热条件的影响，卵大小随孵化时间的增加而增加，这与山地麻蜥Eremias brenchleyi的研究结果（许雪峰等，2005）相似。此外，温度会影响爬行动物卵的孵化周期、幼体运动能力等（计翔等，2002；
朱灵君等，2010）。结合孵化过程中温度变化以及出壳时间差异，进一步推测温度影响周氏睑虎卵的孵化周期。

爬行动物的两性异形包括3种模式：雄性比雌性体型大，中国石龙子、蓝尾石龙子Eumeces elegans、丽斑麻蜥Eremias argus、多线南蜥Mabuya multifasciata等（杜卫国，计翔，2001；
Jiet al.，2002，2006；
陈绍勇等，2015）；
雌性比雄性体型大，印度蜓蜥Sphenomorphus indicus、青海沙蜥Phrynocephalus vlangalii等（计翔，杜卫国，2000；
章熙东等，2005）；
雌性和雄性体型相同（林炽贤等，2004），密点麻蜥Eremias multiocellata、草原沙蜥Phrynocephalus frontalis、山地麻蜥、北草蜥Takydromus septentrionalis、变色树蜥Calotes versicolor等（许雪峰，计翔，2000；
张永普，计翔，2000；
Jiet al.，2002；
李宏等，2006；
赵雪，毕俊怀，2014）。本研究结果显示，雄性周氏睑虎的体长、头长、头宽、头高、吻长、腋跨距和眼耳距均比雌性大，且体长、头宽和头高之间存在显著差异。因此，雄性周氏睑虎的体型更大，说明其属于雄性比雌性体型偏大的模式。产生两性异形的原因有：性选择假说、繁殖力假说、生态位分离假说（Starostovaet al.，2010；
廖灏泓等，2013）。已有研究表明，头部特征较大的蜥蜴获得的交配机会更高（Bell & Zamudio，2012）。本研究观察到雄性周氏睑虎之间有打斗行为，且野外的雄性个体数量多于雌性，因此雄性个体之间可能通过竞争获得与雌性交配的机会，进而推测周氏睑虎体型的两性异形支持性选择假说。

周氏睑虎的繁殖策略为窝卵数1～2枚，年产多窝；
繁殖期为3—10月。周氏睑虎卵大小受到雌性的生理限制，孵化周期可能受到温度的影响。周氏睑虎的体型存在两性异形，且雄性比雌性大，产生两性异形的原因偏向于性选择假说。

致谢：在项目执行过程中得到海南省野生动植物保护管理局莫燕妮局长、王世力副局长和齐旭明科长等的大力支持；
在实验中得到海南师范大学本科生朱雁、李想、付敏玉、郑雨薇的帮助；
在文章修改中得到了海南师范大学涂飞云副研究员、博士研究生蹇丽的宝贵建议；
在野外工作和生活中得到海南鹦哥岭国家级自然保护区管理局领导及工作人员的关心和帮助，在此一并表示感谢。

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