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[硕士论文] 郭冠华
数学 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:种群生态学刻画了种群数量动态与客观环境相互作用的规律,在基础和应用生态学中具有重要的作用.注意到不确定现象和随机因素广泛存在于现实世界中,特别是噪声能够影响种群的动态变化规律,使种群产生随机振荡的现象.因而研究带有噪声的随机种群模型,具有重要的理论价值和实际意义.
  本文中主要研究三类随机种群模型:带有列维噪声的随机共位群捕食模型,环境污染中随机食物链模型,和带有食饵庇护的随机似然竞争模型.
  第二章主要研究带有列维噪声的随机共位群捕食模型的动力学性质.共位群捕食模型描述了一种捕食者以另外一种捕食者为食,同时又为共同的食饵展开竞争的现象.本章中将建立种群在随机扰动下的随机持久性和灭绝性,给出模型的解在分布意义下的渐近稳定性.
  第三章主要讨论环境污染中随机食物链模型的动力学性质.由于环境污染的关系,自然环境中毒素逐渐增加,并威胁着种群的生存.本章中将探讨在毒素和噪声共同作用下,食物链模型中种群关于灭绝、随机非持久、随机弱持久、随机强持久和随机持久的充分条件以及模型平稳分布的存在性与遍历性.
  第四章主要研究了带有食饵庇护的随机似然竞争模型的动力学性质.似然竞争描述了两种食饵种群通过共同的捕食者而展开的间接竞争的现象,关于生物入侵及保护生物多样性的方面具有十分重要的意义.本章中主要建立在食饵庇护的作用下,似然竞争模型中种群的随机持久性和灭绝性.
[硕士论文] 扈明君
马克思主义哲学 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:马克思与达尔文的思想均在19世纪的科学理论中占有一席之地。马克思不遗余力地奋斗在解放全人类的道路上,创立了唯物史观,并以实践的方式宏观描述出人类社会的演变规律。达尔文则继承了诸多前辈的研究成果,提出了以“自然选择”为核心的,包括人在内的有机自然界生物进化理论。二者在思想上的“冲撞”引发不少后世哲学者们的思考。本文通过对马克思哲学思想发展史的回顾和达尔文进化思想的溯源来辨明二者在学说上的联系和歧义,对于我们加深对二者思想的理解和定位具有直接现实意义。
  本文除绪论外主要有三章。第一章选取马克思、达尔文在1859年公开发表的经典论述——唯物史观与进化思想为该部分主要内容,明确二个理论的社会影响。第二章将在前章基础上以探索从“自然”到“文明”及“自然情欲”到“社会本能”等看似断裂的演进过程中找寻马克思哲学与达尔文进化理论的思想共识,并利用“反向效应”原理解释人类生物本能与社会本质对人类与人类社会发展的反向作用。第三部分有针对性的系统梳理和区分对比马克思与达尔文对社会运行机制、社会结构、人类学等问题的认识差异,进一步对人(人性)及人类社会的发展机理进行重新审视,并找寻人类社会未来走向的新启示。
  本文认为,马克思和达尔文在研究方法上均采用了经验实证的方法,且二者的人类道德意识起源与人类生物学本质、阶级斗争学说与生存竞争观、人道主义与普适主义这三对理论具有极高的相似度。即在人类历史演进的问题上二者都认同“反向效应”的存在,并利用“反向效应”的连续作用解释了人类从“自然”到“文明”,“自然情欲”到“社会本能”的断裂表象。而对于社会运行机制、社会结构与人类学的理解马克思与达尔文又有着较大差异。
[博士论文] 覃志松
光学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:浮游植物作为水体中最主要的初级生产者、食物链源头,是水体健康状况指示剂,从根本上影响着全球生物地球化学循环与气候变化。快速准确测量浮游植物光合速率对水生态环境监测、水华和赤潮灾害预防、渔业资源评估、全球气候变化预测等具有重要科学意义和应用价值。黑白瓶、14C和18O示踪等传统光合速率测量方法需要“现场采样-温育培养-离线分析”,存在测量时间长、手续繁琐、效率低,难以满足现场快速测量需求。叶绿素荧光法是一种快速高效测量方法,但目前的叶绿素荧光测量技术主要集中在叶绿素浓度和光合作用参数测量方面,缺乏对光合速率的分析,且存在测量系统复杂、信噪比低等问题。针对浮游植物光合速率现场快速测量需求以及叶绿素荧光测量技术不足,论文研究了一种基于荧光动力学的浮游植物光合速率测量技术。
  首先,研究并建立了浮游植物荧光动力学曲线测量系统。在分析浮游植物荧光动力学信号获取中激发光干扰抑制、光合电子传递链阻塞位点的精确调控、荧光信号的快速高灵敏检测等关键技术基础上,从激发与发射光路、激发光强调控以及荧光信号检测三个方面进行测量系统总体分析和设计。研究了激发光强自适应调控技术,设计了可变光脉冲调控电路,实现了不同浮游植物测量过程中的光强自适应调控,解决了光合电子传递链阻塞位点的精确调控问题;研究了快相荧光信号的快速获取和弛豫荧光的高灵敏度检测技术,设计了低噪声光电信号转换与基于时间交替的多路采样电路,实现了微秒量级快相荧光动力学曲线精确采样;针对弛豫荧光低信噪比微弱信号,设计了基于同步积分技术的豫荧光高灵敏检测电路。在此基础上,建立了高灵敏和微秒量级的荧光动力学测量系统。不同叶绿素浓度蛋白核小球藻测试结果表明,系统对准确测量快相与弛豫荧光动力曲线,对200μs快相荧光进行高分辨率16位采样,采样率达1.50MHz;0.125μg/L叶绿素浓度的浮游植物弛豫荧光信噪比达11.2dB以上。
  其次,研究了浮游植物光合速率荧光动力学曲线反演方法。基于建立的浮游植物荧光动力学测量系统获得的快相与弛豫荧光动力学曲线,研究了浮游植物光合作用参数反演算法,包括最大荧光产率滑动窗口斜率判定方法,光化学量子效率和功能吸收截面线性最小二乘算法,以及质体醌平均还原时间常数离散迭代算法,实现浮游植物光合作用参数的准确反演;基于光合作用电子传递能流过程,以QA和PQ作为节点,建立了基于光合作用参数的浮游植物光合速率分析方法,并利用Megard模型对光合速率的光响应曲线进行分析,进一步获得了表征光合速率的生物学参数最大光合速率PMax、初始斜率α、最大光强IMax。
  最后,开展了基于荧光动力学的浮游植物光合速率对比分析实验。通过测量不同光照、营养盐和铜离子胁迫条件下蛋白核小球藻的荧光动力学曲线,反演获得光化学量子效率、功能吸收截面和质体醌平均还原时间常数等光合作用参数,其中光化学量子效率与Water-PAM荧光仪具有良好的一致性,相关系数达0.95以上,其它参数的变化规律也与理论分析相符;通过对DCMU、盐浓度胁迫及不同光照、不同营养盐培养条件下蛋白核小球藻光合速率对比分析测试,结果表明荧光动力学法测量得的光合电子传递通量与Chlorolab2液相氧电极测量的光合放氧量具有良好的一致性,最小线性相关系数R2分别为0.876、0.889、0.968、0.948。
[硕士论文] 冬英
应用数学 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:趋化运动是细胞或生物体响应化学刺激而做出的定向运动,趋化性在各种生物过程如胚胎发育,伤口愈合和疾病进展中起重要作用。体细胞,细菌和其它单细胞或多细胞生物体根据环境中某些化学物质来决定他们的运动方向,这种运动对细菌游到食物分子浓度最高地方找食物(如葡萄糖),或逃离毒物(如苯酚)起到重要的决定作用。化学吸引物和化学排斥物是无机或者有机物质在游动细胞中控制趋化性的物质,化学吸引物的作用是通过趋化受体所引起,回应化学排斥物导致生物体轴向游动,生物体因吸引物和排斥物所引起的运动,被认为是在细菌中一个基本的能动现象。
  这篇文章主要研究如下带有旋转项的吸引—排斥趋化模型
  此处公式省略
  其中??R2是具有光滑边界的有界区域,u表示细胞密度,v表示化学吸引物的浓度,w表示化学排斥物的浓度,S1∈R2×2和S2∈R2×2是[0,∞)2×?上的参数函数。根据生物模型背景,本文主要讨论在给定具有适当正则的初始值(u0, v0, w0),当初始值(u0, v0, w0)在满足充分小的条件下,在对应的具有光滑边界的有界区域??R2中,证明对应的初始边界值问题具有整体有界的经典解。首先证明了这个趋化解的局部存在性,然后考虑在??上S1=0, S2=0的情况下,相应趋化模型解的整体存在性,并且给出了一些重要的先验估计。对于一般的矩阵值函数S1和S2,通过用近似法,得到经典解的整体存在性,最后得到本文的最终结果,即定理3.2.1。
[硕士论文] 任婧
动物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:绵羊是非常重要的经济型家畜,为人们提供肉、奶、皮毛等产品。运用卵母细胞体外成熟(In Vitro Maturation,IVM)、体外受精(In Vitro Fertilization,IVF)和胚胎移植(Embryo Transfer, ET)技术对优质家畜进行良种扩繁,能有效提高家畜生产力。卵母细胞的发育与成熟是这些技术的基础,因此,卵母细胞成熟的品质好坏直接影响子代能否成活及存活后代的健康状况。从卵母细胞成熟到早期胚胎发育的过程中,除内源性基因的表达调控作用之外,培养环境中的信号分子作用也影响其能否正常发育。通过旁分泌因子发挥调控作用是这种调控最常见、最直接的方式之一。结缔组织生长因子(Connective tissue growth factor, CTGF)、基质细胞衍生因子-1(Stromalcell-derived factor-1,SDF-1)、神经生长因子(Nerve growth factor, NGF)、肝细胞生长因子(Hepatocyte growth factor,HGF)是卵巢旁分泌因子。研究发现CTGF能促进小鼠、大鼠卵泡发育,SDF-1能增加颗粒细胞存活和提高胚胎质量,NGF能以剂量依赖的方式增强山羊初级卵泡的体外生长,HGF能诱导牛的颗粒细胞增殖。但这四种旁分泌因子是否能够作用于绵羊卵母细胞,并提高卵母细胞体外成熟率、受精率和早期胚胎发育率,尚未做过充分研究。因此,我们利用绵羊卵母细胞作为实验材料,研究CTGF、SDF-1、NGF和HGF单独添加和组合添加对绵羊卵母细胞成熟和早期胚胎发育的作用。
  本研究主要内容包括:⑴在绵羊卵母细胞成熟液中分别单独添加不同浓度梯度的CTGF、SDF-1、NGF和HGF因子,统计绵羊卵母细胞成熟率,找到单独添加CTGF、SDF-1、NGF和HGF因子的最佳浓度。接着将这四种因子组合添加到绵羊卵母细胞成熟液和早期胚胎发育液中,统计绵羊卵母细胞成熟率、卵子激活率和早期胚胎发育率。以卵丘扩散指数(cumulus expansion index,CEI)、细胞膜表面早期细胞凋亡信号和胚胎的囊胚细胞数作为评价卵母细胞成熟和早期胚胎发育潜能的指标,并且检测了凋亡基因Bax、Bcl-2、P53和PTGS2的基因表达量。⑵在四种旁分泌因子单独使用的实验中,添加30.0 ng/mLCTGF因子,10.0 ng/mL SDF-1因子,3.0 ng/mL NGF因子,100.0 ng/mL HGF因子能促进绵羊卵母细胞成熟和早期胚胎发育;在四种旁分泌因子组合使用的实验中,添加30.0 ng/mL CTGF+10.0ng/mL SDF-1+3.0 ng/mL NGF+100.0 ng/mL HGF时,卵母细胞成熟率、激活率以及早期胚胎各个时期的发育率都优于单独添加单一因子组和不添加因子组;组合因子对CEI、抑制卵子凋亡率和提高囊胚细胞数有显著作用;组合因子的使用能降低卵丘细胞、卵母细胞和囊胚细胞中凋亡基因的表达量。⑶旁分泌因子CTGF、SDF-1、NGF和HGF能促进卵母细胞成熟;四种因子组合使用能促进绵羊卵母细胞成熟和早期胚胎的发育。
[硕士论文] 张祥
动物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:哺乳动物胚胎体外培养体系影响着早期胚胎的发育潜能。在目前模拟体内输卵管及子宫的低氧环境的培养系统中,活性氧(reactive oxygen species,ROS)被认为是影响胚胎发育的一个重要因素。胚胎合子基因组激活(zygotic geneactivation,ZGA)是早期胚胎正常发育的关键,研究认为ZGA的延迟或失败与早期胚胎发育阻滞有关。为探究ROS对小鼠早期胚胎发育阻滞的影响,本研究比较了不同品种小鼠在不同培养液中发生阻滞的情况,检测了ZGA相关基因、胞质ROS浓度及ROS相关基因的表达;同时利用2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐AAPH处理昆明白小鼠体外受精卵建立ROS引起阻滞的细胞模型,对线粒体机能相关的线粒体膜电位、线粒体ROS(mtROS)及线粒体分布状态、mtDNA的拷贝数进行了检测;另外,检测了线粒体相关基因Grm2、Drd2、Polg2、TFAM的表达变化及其调节区的DNA甲基化的调节。
  本研究主要内容包括:⑴利用实时荧光定量PCR的方法检测了小鼠2-细胞胚胎中ZGA相关基因(Zscan4、MuERV-L、Eif-1a、Hsp70.1)及ROS相关基因(Nox1、Gpx4、Gpx6、Prdx2)的表达,并利用ROS特异性染料DCFH-DA对胚胎胞质内ROS水平进行检测。首先比较了阻滞品系小鼠KM与非阻滞品系小鼠BDF1受精卵在M16培养液中发生阻滞的情况,结果表明,在M16培养液中,KM小鼠受精卵的4-细胞发育率为44.2%,而BDF1小鼠受精卵的发育率为90.3%,KM小鼠2-细胞胚中ZGA相关基因MuER V-L、Eif-1a的表达量显著低于BDF1小鼠2-细胞胚(P<0.05)。KM小鼠2-细胞胚胎的胞质内ROS水平明显低于BDF1胚胎,ROS相关基因Gpx6和Prdx2的表达显著高于BDF1小鼠。以上研究表明,小鼠胚胎发育阻滞与ZGA相关基因表达有关,ROS水平的差异反映出不同品系小鼠胚胎对ROS的耐受性不同。⑵利用M16培养液和KSOM培养液比较了阻滞品系KM小鼠胚胎在不同培养液条件下的发育。结果显示,在KSOM培养液中,KM小鼠受精卵的4-细胞率为90.8%,不发生2-细胞阻滞。KSOM培养液中培养的KM小鼠2-细胞胚胎Eif-1a、Hsp70.1表达量显著高于M16培养液中培养的2-细胞胚胎。两种培养液中的KM小鼠2-细胞胚胎的胞质内ROS水平和ROS相关基因表达无明显差异。以上研究表明,小鼠胚胎体外培养液成分的不同影响ZGA相关基因表达的变化,对小鼠胚胎发育阻滞产生影响。⑶探究了ROS在小鼠体外发育2细胞阻滞胚胎中对线粒体相关机能的影响。使用AAPH处理昆明白小鼠体外受精卵,通过荧光探针检测处理组和对照组中线粒体膜电位、线粒体ROS(mtROS)及线粒体分布状态的变化,并利用实时荧光定量PCR检测ROS相关基因、线粒体相关基因(Grm2、Drd2、Polg2、TFAM) mRNA的表达量及mtDNA的拷贝数,利用重亚硫酸盐测序(BSP)检测了线粒体四个相关基因的甲基化变化。研究结果显示,使用1.0 mmol/L浓度的AAPH分别处理的胚胎,具有较高的阻滞率(66.16%)和较低的损伤率(24 h畸形率9.09%,48 h死亡率10.39%),ROS染色实验结果显示,AAPH处理能够使胚胎内胞质ROS水平明显升高,所检测的ROS相关基因mRNA表达量升高。1.0 mmol/L处理后二细胞期胚胎线粒体膜电位及mtROS水平明显高于对照组,mtDNA的拷贝数增加,实时荧光定量PCR结果显示,处理组与对照组的Grm2、Drd2、Polg2、TFAM基因表达量呈现显著性差异,处理组Grm2、Drd2表达显著低于对照组,处理组Polg2、TFAM表达显著高于对照组。利用亚硫酸盐测序(bisulfite genomic sequencing,BSP)方法检测DNA甲基化的结果,AAPH处理之后的胚胎中基因调节区DNA甲基化水平升高;Polg2、TFAM甲基化水平降低。以上研究表明,AAPH处理引起的氧化应激反应及发育阻滞的胚胎中,线粒体活性升高,线粒体数目增加,线粒体相关基因表达变化,表明线粒体参与调节细胞内ROS的动态平衡,ROS可能通过影响线粒体相关基因启动子区DNA甲基化的变化调控线粒体相关基因的时序性表达。
[博士论文] 田旺
动力工程及工程热物理;可再生能源与清洁能源 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:生物多样性与生态系统功能的关系是生态学研究的核心问题之一。近年来,由于人类活动和全球气候变暖造成水体富营养化越来越严重。作为水生态系统最主要的初级生产者和消费者,浮游植物和浮游动物具有增长速度快、繁殖周期短以及对环境变化敏感等特点。浮游生物的灭绝往往会带来很多灾难性的后果,如水华爆发和大量物种的二次灭绝。生态学家在研究浮游生物多样性对群落生产力和稳定性的影响时得到很多矛盾的结论,且其影响机制尚不明确。此外,大部分研究是基于实验室人为培养的生物群落,对自然水生态系统的探索较少。
  在该研究中,我们于2011到2014年各季节对南四湖浮游生物进行连续取样与分析,研究了浮游生物的物种组成、密度和生物量的时空分布规律;应用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)研究了环境因子对浮游植物和浮游动物的影响;探索了浮游生物物种多样性与群落生产力(用群落生物量衡量)和修正的群落生产力(资源利用效率,Resource use efficiency,RUE)的关系;浮游生物物种多样性对群落时间序列稳定性(Temporal stability index,TSI)的影响及影响机制;在与南四湖相邻的七星湖进行长期、高频率取样监测,研究环境因子长期变化的均值和波动的剧烈程度对浮游植物TSI的影响。主要结果如下:
  1)调查期间南四湖共鉴别出浮游植物8门78属138种,其中绿藻门60种,硅藻门33种,蓝藻门20种。各季节浮游植物密度均值在5.09×105个/L到6.95×106个/L之间变化,生物量均值在0.44mg/L到5.46mg/L之间变化。CCA结果表明,水温(WT)、总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH4+-N)是影响浮游植物的主要因素。南四湖共鉴别出浮游动物78种,其中原生动物17种,轮虫37种,枝角类12种,桡足类12种。各季节浮游动物密度均值在1474.1个/L到5266.3个/L之间变化,生物量在0.72mg/L到3.13mg/L之间变化。CCA结果表明,WT、水体透明度(SD)和营养盐是影响浮游动物的主要因素。
  2)浮游植物物种丰富度与群落生物量的关系随季节变化:冬季和春季成正相关;夏季成负相关;多样性高的群落在WT低时有更高的生物量,在WT高时有较低的生物量。浮游动物物种丰富度与群落生物量在四个季节都呈正比,轮虫和桡足类物种丰富度与群落生物量的关系最强。浮游植物物种多样性还会对浮游动物生物量产生影响:在春季,两个变量呈显著正相关,浮游植物物种丰富度主要通过增加原生动物和枝角类生物量影响浮游动物群落;在其它季节,很多浮游植物物种丰富度对部分浮游动物类群生物量有正的影响。此外,原生动物的物种丰富度在各个季节都与蓝藻生物量呈显著负相关,表明增加原生动物物种多样性是抑制蓝藻爆发的有效途径。浮游植物物种丰富度与群落RUE呈正比,与浮游动物RUE呈反比,说明多样性高的浮游植物群落利用资源的能力强,且抵抗捕食的能力强;浮游动物物种丰富度与群落RUE呈单峰曲线关系,与浮游植物RUE没有显著关系。此外,随着蓝藻生物量比例的升高,浮游植物RUE逐渐增加而浮游动物RUE逐渐降低;随着TP浓度的升高,浮游动物的RUE逐渐降低。
  3)浮游生物类群的TSI之间存在显著差异,枝角类、桡足类和轮虫的TSI最高,其次为原生动物,浮游植物的TSI最低。浮游植物不同类群的物种丰富度与TSI有较复杂的关系:蓝藻和硅藻呈单峰曲线关系;裸藻呈二次凹面曲线关系;绿藻和总浮游植物物种丰富度对群落TSI没有显著影响。浮游植物物种多样性主要通过“组合效应”影响群落TSI。浮游动物物种多样性对群落TSI也有影响:原生动物、轮虫和总浮游动物呈显著正相关;枝角类和桡足类相关系数不显著。“超产效应”和“组合效应”是主要的影响机制。浮游植物物种丰富度与原生动物、轮虫和总浮游动物的TSI呈显著正相关,与枝角类和桡足类的TSI的相关系数不显著。浮游植物物种多样性主要通过“营养级超产效应”以及较弱的“营养级组合效应”影响浮游动物TSI。浮游动物物种丰富度与蓝藻TSI呈显著正相关,与裸藻的TSI呈二次凹面曲线关系,与绿藻、硅藻和总浮游植物TSI的相关系数不显著。浮游动物物种多样性主要通过较弱的“营养级超产效应”、“营养级组合效应”和“营养级异步性效应”影响浮游植物TSI。
  4)环境因子长期变化均值和波动的剧烈程度(用标准差衡量)都对浮游植物TSI有影响。溶解氧(DO)和pH均值对浮游植物TSI有正的影响;TN和NH4+-N浓度均值对浮游植物TSI有负的影响;WT均值对浮游植物TSI没有影响;而TP均值与浮游植物TSI呈单峰曲线关系。DO和pH均值通过增加浮游植物总平均生物量提高群落的TSI;而TN和NH4+-N浓度均值通过增加群落生物量的波动降低群落TSI。TN标准差与浮游植物TSI呈显著负相关;NH4+-N和TP标准差与浮游植物TSI呈单峰曲线关系;而WT、DO和pH的标准差对浮游植物TSI没有影响。营养盐的波动主要通过增加浮游植物总生物量标准差降低群落TSI。因此,在局域尺度上,营养盐的均值和波动都会降低浮游植物TSI。
  该研究的意义,在理论上有助于理解自然水生态系统中浮游生物多样性对群落生产力和稳定性的影响及影响机制;在应用上有利于维持水生态系统健康和稳定、保护生物多样性以及抑制藻类爆发。
[硕士论文] 张江
科学技术哲学 山西大学 2017(学位年度)
摘要:20世纪起,生态系统概念的提出和发展全部都离不开对生态学整体论的认识与探讨,伴随着本体论与方法论上对生态学整体论地位的不断调整,生态系统的研究在近一个世纪内取得了瞩目的进展。
  本文第一章对整体论以及生态系统的概念溯源进行了历史梳理,第二章介绍了在20世纪初系统生态学的出现成为生态学研究的核心,系统生态学的研究普遍带有整体论的观点,而方法论上还原的手段也是必不可少的。奥德姆兄弟的研究将生态系统整体论与还原论之争推向了一个至高点。并借用莱文斯的观点对生态系统中的整体论认识进行了新的解读。第三章分析了当下对于生态系统中核心问题的研究,有关生物多样性、生态系统功能以及生态系统功能实验的研究越来越多,而生物多样性与生态系统功能的争论离不开生态系统生态学中多样性和稳定性之间关系的研究,多样性稳定性之间的正相关的关系通常与某种形式的整体论相关,而怀疑论者则普遍与还原论相关联。关于生态系统功能概念的模糊定义,使得对生态系统研究中认识论上的整体论与还原论再一次对立。第四章探讨了当代关于生态系统的研究,能量、物质以及生态系统的“连通性”都是我们应该关注的重点,因而引入进化理论的观点对生态系统的研究来说是不可或缺的。新的地球系统观的兴起,使越来越多的人开始关注生物多样性的丧失以及生态系统的功能研究问题,在有机体不断发生演化的过程中,进化理论的引入弥补了实验模型的不足,因此引入进化理论的生态系统整体论研究是有必要的。通过这几章的探讨,我们认为对于生态系统的研究来说,在承认整体论的本体论地位基础上,方法论上引入还原论的观点也应该与整体论相并重的。通过进化理论下的生态学整体论发展视角可以帮助建立关于生态系统概念起源与发展的完整描述,从哲学层面阐释生态系统的本质以及理论形态的演变进程与发展方向。
[硕士论文] 吴雪臣
动物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:从出生到青春期,作为雌性配子的卵母细胞一直停滞在第一次减数分裂的前期,又称生发泡(Germinal Vesicle,GV)期。只有在青春期后,受到激素刺激的卵母细胞才会发生生发泡破裂(Germinal Vesicle Breakdown,GVBD),进而开始恢复减数分裂,而只有恢复减数分裂并发育成熟的卵母细胞,才有可能与精子结合形成受精卵。哺乳动物卵母细胞中,磷酸二酯酶(Phosphodiesterases,PDEs)水平的变化引起的环腺苷酸(cyclic Adenosine Monophosphate,cAMP)水平的下降被认为是引起GVBD的主要原因。cAMP相关抑制剂如PDEs抑制剂和cAMP激活剂等,能可逆地抑制GVBD。
  本研究选用PDEs抑制剂Milrinone(Mil)、3-Isobutyl-1-Methylxanthine(IBMX)和cAMP激活剂Forskolin、dibutyryl cAMP(dbcAMP)四种药物分别进行单独或组合使用,以便于我们摸索出一套对卵母细胞成熟抑制效果最佳、对卵母细胞毒性最小的抑制剂配方。结果表明,在单独使用每种抑制剂的实验中,Mil,IBMX,Forskolin和dbcAMP能够达到抑制GVBD的最小浓度分别为3.0μM、30.0μM、450.0μM和150.0μM。为了进一步验证将各类抑制剂组合使用,能否获得更佳的配方,我们将不同种类和浓度的抑制剂进行组合,结果发现50.0μM Forskolin+0.3μM Mil,50.0μM Forskolin+10.0μM IBMX,50.0μM dbcAMP+0.3μM Mil,50.0μM dbcAMP+10.0μM IBMX四种组合能够获得更好的抑制GVBD效果。在此基础上,以不含任何抑制剂的培养液为对照组,含有不同种类抑制剂的培养液作为实验组,对卵母细胞的GVBD进程进行了检测,结果发现,含有抑制剂的实验组与对照组相比,GVBD进程不完全一致,但各组的最终GVBD率没有显著差异。比较了不同抑制剂对卵母细胞第一极体(First Polar Body, PB1)排放的影响,结果显示,三个实验组在PB1排放速率和最终排放率上与对照组没有显著差异,包括:30.0μM IBMX、50.0μM Forskolin+0.3μM Mil、50.0μMdbcAMP+10.0μM IBMX;另有三个实验组只在最终PB1排放率上和对照组没有显著差异,包括:150.0μM dbcAMP、50.0μM Forskolin+10.0μM IBMX、50.0μM dbcAMP+0.3μM Mil。此外,我们比较了各组之间排放的PB1体积,结果发现,经50.0μM Forskolin+0.3μM Mil、50.0μM Forskolin+10.0μMIBMX或50.0μM dbcAMP+10.0μM IBMX三组处理过的卵母细胞所排放的PB1体积较小,并且与对照组没有显著差异。检测了抑制剂对卵母细胞早期凋亡、DNA损伤和线粒体分布的影响,结果发现,经五种抑制剂处理卵母细胞后,其早期凋亡率与对照组没有显著差异,包括:30.0μM IBMX、150.0μM dbcAMP、50.0μM Forskolin+0.3μM Mil、50.0μM Forskolin+10.0μM IBMX、50.0μM dbcAMP+10.0μM IBMX。经三种抑制剂处理卵母细胞后,其DNA损伤程度与对照组没有显著差异,包括:50.0μM Forskolin+0.3μM Mil、50.0μM Forskolin+10.0μM IBMX、50.0μM dbcAMP+10.0.μM IBMX。在线粒体分布指标方面,只有50.0μM dbcAMP+10.0μM IBMX组与对照组没有显著差异。研究表明:不同种类抑制剂经过浓度调整和组合使用,可以更好的将卵母细胞阻滞在GV期,并且对卵母细胞的毒性作用最小。由此,我们摸索出了新一代最佳抑制剂组合,即50.0μM dbcAMP+10.0μM IBMX。这一配方可为日后研究卵母细胞成熟机理提供有效帮助。
[博士论文] 江龙
遗传学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:哺乳动物的性染色体是从祖先的常染色体进化而来,在整个进化过程中经历了复杂的变化。例如,X染色体上的基因数量在真兽亚纲哺乳动物中还有两次爆发性的增长。基因的转移和重新分配赋予了X染色体的特殊功能。大量研究表明起源于X染色体的逆转座基因在基因组中所占的比例远远高于起源于常染色体的比例,这类基因往往定位于常染色体并且具有睾丸特异表达的特点。科学家们也提出了一些基于进化选择的假说用于解释这种现象,包括性别对抗驱动X染色体失活假说以及减数分裂性染色体失活补偿假说等。然而,这些假说都缺乏直接的实验证据。尽管有几个X染色体起源的逆转座基因已被证实对精子发生至关重要,但这些基因与其前提基因的进化、表达及功能相关性仍未见报道。
  RPL10L是一个位于常染色体并在睾丸中特异表达的逆转座基因,它的前体是X染色体上一个核糖体蛋白编码基因RPL10,它的进化发生在真兽亚纲和后兽亚纲分支后不久的真兽亚纲哺乳动物中。我们选择RPL10L和RPL10作为模型,详细研究它们的表达模式、分子功能及作用方式,以期深入了解X染色体来源的逆转座基因存在的意义及其进化机制。
  首先,我们利用CRISPR/Cas9的方法制作了Rpl10l敲除小鼠,并发现雄性个体的精子发生障碍并且完全不育,具体表现为绝大多数精母细胞发育停滞在减数第一次分裂前期向中期的转换,没有减数分裂后的生殖细胞产生。其次,RPL10L蛋白特异地参与睾丸细胞中的核糖体组装,缺失它的粗线期及双线期精母细胞中的核糖体生成减弱并且大量蛋白的含量发生变化。再次,Rpl10在雌雄小鼠不同组织以及精子发生的精原细胞、前细线期精母细胞、细线期及偶线期精母细胞中广泛表达,但在粗线期及双线期精母细胞和圆形精细胞中的表达量急剧下降;有趣的是,Rpl10l在精子发生的粗线期及双线期精母细胞和圆形精细胞中特异地高表达。最后,RPL10敲低的细胞中核糖体生成受阻并伴随细胞周期停滞,RPL10敲除的细胞无法增殖和存活;而外源导入RPL10L表达载体能够补救RPL10敲除细胞的增殖和存活;更重要的是,Rpl10l启动子驱动的Rpl10转基因能够重建Rpl10l敲除小鼠的精子发生和生育力。综上所述,我们的研究证实Rpl10l能够补偿MSCI导致的Rpl10转录沉默以保证正常的精子发生,为基于MSCI的逆转座基因补偿假说提供了直接的实验证据,也为X染色体起源的逆转座基因的进化机制以及其在雄性生殖过程中的作用提供了新的理论依据和见解。
[硕士论文] 梅亚军
自然地理学 西北大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国社会经济的快速发展,人地相互关系也在不断发生着变化,如何将生态系统服务评估结果有效的、科学的纳入到人类活动决策当中,已受到国内外学者的广泛关注。
  本文以生态脆弱区米脂县为研究区,通过差异权重法、通用土壤流失方程模型和InVEST模型分别对研究区2009年和2013年耕地生产服务、土壤保持服务和生境服务等3种最为典型的景观服务进行了量化与空间化制图,分析了景观服务空间分布以及动态变化特征。在此基础上,对以上三种景观服务之间的相互关系进行分析,并对研究区2009年和2013年综合景观服务进行制图与分析,最后对研究区景观服务冷点和热点进行空间动态表征。研究结果表明:
  (1)差异权重法可有效表征不同因素对单一景观服务的影响。通过对单一景观服务的不同影响因素进行权重设置,并结合实际调研数据,可较为真实地反映研究区不同类型景观服务的空间分异。对耕地生产服务影响而言,4个因素的影响各异,单位面积上的投入对耕地产出影响最大;但从整体来看,自然因素对研究区耕地生产服务的影响大于人文因素的影响,在自然因素中,高程对耕地生产服务的影响比较显著。
  (2)不同类型景观服务空间分异有较大差异:高类型的耕地生产服务主要分布于米脂县中部,低类型主要位于米脂县的南部和东北部;高类型土壤保持服务主要分布在米脂县的东部与西部,低类型的土壤保持服务分布在研究区中部;高类型的生境服务主要分布于研究区中部川道、东部以及西部的局部区域,低类型遍布整个研究区,但中部以及东部的局部地区相对较为集中。在2009年至2013年面积变化中:高类型的耕地生产服务面积增加了18.42km2,中类型和低类型分别减少了25.12km2和19.04km2;高类型和中类型的土壤保持服务面积分别增加了59.04km2和45.38km2,而低类型的土壤保持服务减少了104.42km2;高类型的生境服务面积增加了约114.86km2,中、低类型的生境服务面积分别较少了51.13km2和63.74km2。
  (3)通过三种景观服务的相互作用分析可知:耕地生产服务与土壤保持服务、耕地生产服务与生境服务之间呈现出权衡关系,土壤保持服务与生境服务之间则存在着协同关系;高类型的综合景观服务主要分布在米脂县中部川道地区以及其周边几条主要沟道区,低类型的综合景观服务主要集中分布在米脂县中部城区附近,东部与西部的局部地区也有分布,但是相对较为分散,2009年至2013年高类型的综合景观服务增加了129.61km2,低类型的景观服务减少了55.51km2,总体上研究区景观服务得到一定提高;景观服务热点主要集中在研究区中部,冷点则集中分布于研究区的东部,2009年至2013年,景观服务热点明显增加,冷点稍有减少,其中银州镇景观服务热点最多,李站乡和姬家岔乡热点最少。
[硕士论文] 班立云
应用数学 湖南师范大学 2017(学位年度)
摘要:随着社会的发展,人们发现生物数学正在发挥着巨大的作用.科学家们已经建立了很多生物数学模型,而其中捕食-被捕食模型的研究最为广泛.通过分析捕食-被捕食模型可以更好地提醒和指导人们保护和改造环境,从而对维护种群共存和生态环境的可持续发展有着极其重大而深远的意义.人们主要研究了捕食-被捕食系统的动力学性质,例如永久性、一致持续生存和灭绝性等.本文主要利用比较原理和Lyapunov函数得到该系统永久性与全局吸引性的充分性条件.本文由以下三章构成:
  第一章主要概述了预备知识、研究背景和本文的主要工作.
  第二章主要运用比较原理,研究了一类捕食-被捕食系统的永久性问题.
  第三章主要通过Lyapunov函数,研究了一类捕食-被捕食系统的全局吸引性问题.
[硕士论文] 王凯
科学技术史 山西大学 2017(学位年度)
摘要:在科学史上,关于生物能否自然发生的问题经历了漫长而曲折的争论。这些争论对于解释地球上最初生命的形成、改进医疗卫生消毒以及分析现有生物的进化和变异都具有重要作用。19世纪60年代,巴斯德就基本完成了对生物自然发生说的否定,而在1931年,罗广庭重新提出生物自然发生说,声称“推翻”了巴斯德的种子说以及达尔文的生物进化论,引发了一场新的争论,这就是著名的“罗广庭事件”。本论文即基于这一事件,探究其前因后果,厘清其源与流,并进行评价和思考,以史为鉴,以期对当下有所启示。
  本论文正文包括四章。第一章:从自然发生说到生物进化论。阐述了实验科学兴起以前国内外对于生物自然发生的认识,历史上关于生物自然发生的争论以及巴斯德种子说和生物进化论学说1931年以前在中国的传播。第二章:“罗广庭事件”的起因。分析了在上述背景下,罗广庭发表相关文章开启了“罗广庭事件”,并分析了作为门徒的罗广庭何以反对巴斯德的学说。第三章:“罗广庭事件”的经过。以时间为序,梳理了这场争论从书面的争论到公开辩论再到实验验证的整个过程。第四章:“罗广庭事件”的评价与启示。总体评价了这一事件;在史料支撑的基础上,对罗广庭观点获得大量支持的原因进行了分析;在研究的基础上获得“通过争论深化科学认识”的启示。
  本文通过对历史上生物自然发生说、相关争论的梳理,厘清了1931年以前巴斯德种子说和达尔文生物进化论在中国的传播历程。并在深入考察民国时期生物自然发生之争的基础上,认为这场争论不仅仅只是一场纯粹的科学争论,权力、政治、社会、文化以及个人情感等因素都在其中产生重要影响。
[硕士论文] 许薷方
海洋生物学 汕头大学 2017(学位年度)
摘要:深海是一个特殊的生态环境,这里有着永久的低温、高压和黑暗,生活在这些环境下的微生物都有着特殊的生理代谢途径以适应这种极端环境,但目前人们对这些微生物的耐压耐冷机理的了解仍然非常有限。一株革兰氏阳性放线菌Microbacterium sediminis YLB-01分离自西南印度洋(49.8405E,37.8111S)2327m深的海底沉积物,具有耐受高压和低温的特性。本文以YLB-01作为模型,试图从人工诱变和转录组表达两个层面上解答其耐压耐冷策略。
  通过一种新型的诱变方法——常压室温等离子体诱变,成功获得一株高压和低温敏感性突变子—9-3E5。实验结果表明,该突变子在常温常压下生长状态与野生株相似,但在高压(30MPa)和低温(4℃)条件下均生长受限(非致死性突变)。对突变子9-3E5的基因组进行重测序,一共发现了1082个单核苷酸突变(SNP),其中有838个位于编码区;27个小片段的插入与缺失(InDel),其中有个20个突变位于编码区。对突变基因分析发现,突变子9-3E5中有4个细胞分裂相关基因发生了1个或以上的SNP突变。我们猜想细胞分裂受限是突变子9-3E5在低温或高压生长受抑制的主要原因,这也提示,YLB-01细胞分裂基因的功能与其高压和低温适应性相关。
  为了进一步解答YLB-01的耐压耐冷机理,我们分别用高通量法测定了常温常压(28℃,0.1MPa,NPNT),常温高压(28℃,30MPa,HPNT),低温常压(4℃,0.1MPa,NPLT),低温高压(4℃,30MPa,HPLT)的转录组表达水平。结果表明,YLB-01在高压和低温具有相似的应对策略。另外,高压和低温抑制了YLB-01的多个生物进程,包括细胞代谢、细胞分裂、蛋白翻译、物质转运和胞外蛋白分泌、细胞运动和DNA损伤等,这些影响是YLB-01在极端环境下生长缓慢的主要原因。此外,通过对转录组数据分析,我们发现YLB-01主要是通过以下四条策略来应对高压和低温的影响,分别是:(1)高压或低温诱导了YLB-1的菌毛组装和生物膜的形成,促进了该菌的蹭行运动、营养物质的摄取和提高其压力应对;(2)通过碱基切除修复和错配修复机制修复DNA损伤位点;(3)通过富集了多种相溶性溶质来应答的低温和高压的刺激;(4)通过转录调控因子调节细胞应对环境压力的改变。
[博士论文] 王乐韵
生物学;发育生物学 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:早期胚胎发育是一个精细而又严格的调控过程,在早期胚胎发育过程中涉及组蛋白修饰的变化、雌雄基因组互作,甲基化的调控与变化等。研究早期胚胎发育机制对发育生物学以及生殖生物学乃至再生医学都具有深远的意义,因此早期胚胎发育一直都是人们研究的热点。因为早期胚胎材料的特殊性,因此人们对于早期胚胎发育的研究是长久以来的难点,缺乏一种良好的研究工具。
  单倍体胚胎干细胞(haESCs)是近年来兴起的一种新型的胚胎干细胞。其特点是只含有一套染色体组,并且拥有正常胚胎干细胞的特性,具有体外无限增殖以及分化的能力。单倍体胚胎干细胞分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞,由于其单倍体来源的多样性,因此其成为可以模拟单套雌雄基因组的良好细胞系。同时其多能性以及体外无限增殖的特点,为其在体外进行基因操作提供了很多有利的条件,为基因功能研究提供了一种良好的工具。同时,单倍体胚胎干细胞系的建立为研究动物遗传修饰以及改造提供了新的渠道。
  从精子与卵母细胞结合形成受精卵,在整个早期胚胎发育过程中雌雄基因组互作以及表观修饰变化一直处于动态变化之中。但对其基因组互作以及表观修饰的研究由于早期胚胎操作的难度很高,缺乏有效的研究手段。单倍体胚胎干细胞为这种雌雄基因组互作提供了一种新的研究手段。
  基因组印记的变化是整个生命过程中最重要的生物学现象之一。印记基因是个体发育的重要保证,对于印记基因的研究由于其材料的特殊性难于收集,也造成了印记基因的研究方式单一,且研究困难。单倍体胚胎干细胞便于基因操作,因此成为研究印记基因的良好素材。
  本研究通过孤雌激活的方法获得孤雌单倍体胚胎干细胞,同时利用精子克隆的办法获得孤雄单倍体胚胎干细胞,随后对孤雌和孤雄胚胎干细胞进行检测,发现其具有正常的单倍体核型,同时也具有正常的胚胎干细胞的多能性特征。随后我们利用孤雌和孤雄单倍体胚胎干细胞作为工具进行早期胚胎发育的研究。
  首先,利用孤雌孤雄单倍体胚胎干细胞进行细胞融合,进行四倍体补偿实验,来研究早期胚胎囊胚期前雌雄基因组互作对动物到期发育是否必要。成功地获得了孤雌与孤雄融合的胚胎干细胞细胞系。该细胞系具备正常二倍体核型,同时其具有体外分化成三胚层以及二倍体种系嵌合的能力,证明其具备正常的ES细胞的多能性。最后利用四倍体补偿实验,获得四倍体到期小鼠,该实验是细胞多能性最高级别验证的黄金标准,同时该实验也证明了在囊胚期前,雌雄基因组互作对动物到期发育不是必需的。
  其次,发现孤雌单倍体胚胎干细胞具有随着细胞代次增高DNA甲基化修饰不断降低的特性,尤其是其印记调控区也存在这样的现象,同时孤雌单倍体胚胎干细胞胞质注射小鼠由于印记异常等原因只能发育到E13.5天。孤雌单倍体胚胎干细胞的这些特性为印记基因的功能性研究提供了一种良好的工具,通过对孤雌单倍体胚胎干细胞不同印记区域进行修饰,来进行印记对早期胚胎发育的影响。通过对IGDMR的印记DMR区域的同源打靶获得了IGDMR区域基因沉默的孤雌单倍体胚胎干细胞,该细胞支持动物到期发育,但影响其成活。随后,在IGDMR区域修饰的基础上,对H19区域进行同源重组,通过对H19转录起始位点上游-4kb到+1kb以及-10kb到+4kb区域敲除我们发现,在IGDMR/△5kbH19敲除的单倍体胚胎干细胞胞质注射后不能获得到期成活的小鼠,但IGDMR/△15kbH19敲除的单倍体胚胎干细胞胞质注射不仅动物到期率有所提高而且动物可以成活到成年,但是其体重及行为学与野生型相比依旧有所异常。最后,我们通过在IGDMR/△15kbH19敲除的单倍体胚胎干细胞的基础上进行IGF2过表达形成IGDMR/△15kbH19/IGF2细胞系进行胞质注射,该策略使得到期小鼠的行为学旷场试验的运动能力有所改善,但仍未改善完全。
  本研究通过构建单倍体胚胎干细胞这种独特的新型细胞类型用来研究早期胚胎发育过程中基因组互作以及印记调控等现象。不仅仅回答了早期胚胎发育中一些难以研究的问题,同时为早期胚胎发育的研究提供了一种新的思路。单倍体胚胎干细胞在线粒体模型制备、异种基因组互作以及生殖生物学领域将发挥其他重要的作用。
[硕士论文] 翁雷
动物学 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:X染色体失活是雌性哺乳动物早期胚胎发育的重要事件,而非编码基因Xist是X染色体失活的关键调控因子。Xist RNA通过包被即将失活的X染色体并使其发生沉默。而在分化细胞的重编程过程中,失活的X染色体伴随着Xist的下调而发生重活化,在ESC中,多能性因子(如NANOG,SOX2和OCT4等)结合到Xist基因的第一内含子区,以稳定ESC的多能性状态。但有研究报道,Xist的表达不会因为敲除第一内含子而受到影响,也不能提高诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)的制备效率。而结合于Xist第一内含子区的基于类转录激活效应物的抑制性体外转录因子(Transcriptional-activator-likeeffectors based designer Transcription Factors, Tale-dTFs)Repressor6(以下称R6)显著提高了小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblast,MEF)向iPSC的诱导效率。本研究利用Xist抑制性Tale-dTF R6成功制备了R6-MEF细胞系,并通过细胞生长曲线制备、免疫荧光染色、实时定量PCR及流式细胞仪筛选分析等技术手段,证明了该R6-MEF细胞系具有不同于野生型MEF细胞系的特点。
  本研究主要内容包括:⑴利用脂质体转染法制备的R6-MEF细胞形态类似于低代次的野生型MEF细胞系,呈短梭状,而生长速率明显高于野生型MEF细胞系;R6-MEF细胞系可传至50代以上,且未见明显异常。⑵实时定量PCR结果显示,R6-MEF中的多能性基因Nanog、Sox2、Oct4及生殖相关基因Prdm14均有不同程度的上调;但R6-MEF中NANOG的免疫荧光染色结果呈阴性;而雌性R6-MEF中H3K27me3的免疫荧光染色结果显示,R6在一定程度上降低了该表观遗传修饰的印迹水平。⑶流式细胞分选结果显示,野生型MEF细胞系中的GOF-GFP呈阴性,而R6-MEF细胞系中的GOF-GFP呈弱阳性。⑷核型分析结果显示,R6-MEF细胞与野生型小鼠胎儿成纤维细胞(MEF)的染色体均为40条,未见明显异常。
[硕士论文] 覃姜色
数学 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:生态位构建是指有机体通过自身新陈代谢、活动和选择行为,部分的创建和部分的毁灭自身或其它有机体的进化生态位,进而改变其环境中生物与非生物自然选择源的一种能力.生态位构建体现的是有机体与环境在进化过程中的相互反馈关系.通过这种反馈,使进化成为自然选择与生态位构建共同作用的过程,进而引起进化惯量、进化动量、自催化效应、进化时滞、导致有害基因固定、支持稳定多态现象、消除其他稳定多态型或影响进化系统的不稳定性等一系列进化结果.作为生态学中的基本核心理论,生态位构建不仅丰富了现有的进化思想,还为物种适应性的研究提供了新的理论依据,也为解释不同尺度上的进化生态学现象提供了有效的机制模式.然而,目前关于生态位构建理论的研究除了双位点种群遗传模型外,多以生态学模型或试验研究为主,缺乏有效的进化模型理论,该理论可以引起重要的进化作用.因此,本文将以有机体的生态位构建特征为研究对象,利用进化入侵分析方法之一——进化分布动态模型与分析方法,探究具有构建特性的有机体的进化动态与表型分布模式及其对物种形成、多态维持机制以及进化稳定条件等方面的重要影响,从而阐明生态位构建特征对生态系统下物种进化的作用记录,评价生态位构建理论对物种适应性进化的意义.本文主要分为四个部分:一、介绍适应性进化动态和进化分布动态的基本理论研究方法,概况总结生态位构建基本内容以及当前的国内外研究;二、建立具有特征构建的单物种进化分布模型,并对其进行数值模拟.结果表明:表型特征的进化轨迹出现分岔,即进化分支.初始的表型特征逐渐消亡,形成新的特征子物种,物种呈现出多样性的分化特点.系统中不同的参数还会对物种的分化速度有影响.而在非对称情况下,物种的多样性出现了递减趋势,特征密度则出现不同的变化;三、建立具有生态位构建特征的互惠系统的协同进化动态模型,通过对其进行数值模拟发现:不同特征之间的种内竞争核、生态位构建宽度等参数指标会对物种的多样性产生显著的影响;四、结论及展望.
  本文在生态位构建理论的研究中首次使用进化分布动态模型.直接以有机体的进化特征为研究目标,探讨其在构建作用下的进化动态与分布模式,具有明显的创新性.这对于进一步发展生态位构建理论提供了有效的理论支持和丰富的研究模式.
  
[硕士论文] 胡昌全
系统分析与集成 山东大学 2017(学位年度)
摘要:自然界中的分形现象无处不在,它已经被广泛运用于数学、化学、物理学、生物学、地质学、经济学等领域.Julia和Mandelbrot集是分形理论中两个经典的由复系统产生的分形集,已在控制理论、图像处理、拓扑结构分析、特性分析、扰动分析等层面得到广泛研究.本论文首先对一类实系统M-J集的分形特征和控制问题进行了理论层面的相关研究,然后把所得到的理论成果运用到了海洋藻类细胞生长的控制问题中,达到了有效的生长控制效果,同时把分形理论用于预测和分析全球变暖问题.本论文具体工作如下:
  1.一类广义Logistic映射的分形特征与同步
  讨论了一类二维广义Logistic实映射的M-J集.利用盒维数法,计算了该映射Julia集的分形维数.在系统不动点易求的情况下,利用线性反馈控制法,实现了该系统Julia集的控制.由于非线性系统的复杂性,系统的不动点往往不易求,此时采用缩放控制法,实现了该系统Julia集的控制.根据两个系统Julia集同步的定义,通过非线性耦合控制法和梯度控制法分别实现了具有不同参数的两个实系统Julia集和Mandelbrot集的同步.
  2.环状异帽藻和具齿原甲藻细胞生长过程中的分形特性
  引入环状异帽藻和具齿原甲藻细胞生长模型,根据对上述广义Logistic实映射M-J集分形性质的相关讨论,构造了环状异帽藻和具齿原甲藻细胞初始密度的集合和干扰其生长的环境因子的集合.通过最优控制法和数学变换的方法,达到了使环状异帽藻和具齿原甲藻细胞按预定的生长目标进行生长的效果.另外,通过非线性耦合的方法,分别实现了两个不同的环状异帽藻和具齿原甲藻细胞初始密度集合和干扰环状异帽藻和具齿原甲藻细胞生长环境因子集合的近似或相同行为.
  3.全球变暖的分形分析与预测
  利用空间复动力系统的填充Julia集描绘北极冰川随温度参数变化而融化的过程;同时,利用平面复动力系统的填充Julia集描绘岛屿和冰层面积随温度参数变化而不断变化的过程;利用盒维数法,分别计算了岛屿和冰层的分形维数,并建立了岛屿、冰层面积与分形维数、温度参数之间的关系,从而达到对地球未来海平面上升导致陆地面积减少进行预测的效果.
[硕士论文] 肖晶
生态学 贵州师范大学 2017(学位年度)
摘要:乌江流域作为贵州省最大的水系,为峡谷型河流,水位落差大,具有丰度的水能资源,因此在乌江流域上连续筑坝拦截蓄水用于发电、灌溉、防洪,而筑坝必然引起流域环境的变化,而浮游植物作为水生态学系统中主要的初级生产者,对人工筑坝形成连续的河流—水库生态环境变化反映最为敏感;为了解梯级筑坝对浮游植物群落结构的影响,分别于2015.10、2016.01、2016.04、2016.07对乌江流域进行采样调查,数据分析结果表明:
  乌江流域共鉴定出浮游植物4门47种(属);库区浮游植物种类数(43种)>河流(33种),库区硅藻和绿藻居多,河流主要以硅藻为主;在季节上浮游植物种细胞丰度呈现夏季>秋季>春季>冬季,秋季和夏季以硅藻和绿藻为主,而冬季和春季主要以硅藻为主;
  Jaccard浮游植物群落结构的相似性系数显示河流与河流、库区与库区之间的相似性程度较高,而河流与库区的相似性系数偏低;浮游植物功能群多样性指数呈现不同的时空变化,均值大小呈现春季>夏季>秋季>冬季,库区>河流;
  乌江流域共划分出浮游植物功能群17个,分别是A、B、C、D、F、G、J、Lo、MP、N、P、S1、T、W2、Wo、X1、X3,常见功能群为B、C、D、J、MP、P;库区功能群有16个,优势功能群为B、C、D、F、J、P、Lo;河流功能群有14个,优势功能群为B、C、D、MP、P、J;优势功能群随季节发生不同的演替规律,其中河流在季节性演替特征为:秋季B/D→冬季B→春季B/C/MP/P→夏季B/P,库区季节性演替规律为:秋季B→冬季B/P→春季Lo/P→夏季B/P;浮游植物功能群生物量呈现呈现不同的时空变化,在季节上呈现:夏季>秋季>春季>冬季,库区>河流;
  乌江流域主要生源要素C、N、P存在明显的时空变化,其中溶解性无机碳(DIC)总和大小依次为:秋季>夏季>冬季>春季,溶解性无机氮(DIN)总和大小依次为:夏季>春季>冬季>秋季;溶解无机磷(DIP)总和大小依次为:冬季>春季>夏季>秋季;在流域空间尺度上,DIC含量表现为河流>库区,DIP含量表现为库区>河流,DIN在河流与库区之间差异不明显,夏冬两季的为库区大于河流,春秋表现为河流大于库区;在垂直剖面上,DIC随着水深的增加而增加,DIN在30m以上随水深的增加而增加,底层的含量有减少的趋势,DIP随着水深的增加而增加;DIC最大值位于猫跳河流域,DIN最大值位于落脚河流域,DIP最大值位于乌江渡水库;DIC/DIP、DIN/DIP存在明显季节差异,秋夏两季最高,DIC/DIN在季节上的变化趋势基本一致,存在一定的耦合机制。
  浮游植功能群生物量进行主成分分析(PCA)结果看出,浮游植物功能群生物量对库区贡献大;将环境因子与浮游植物功能群进行冗余分析(RDA)的结果显示,影响库区浮游植物功能群变化的主要环境因子是温度(Temp)、溶解氧(DO)、溶解态总磷(DTP)、溶解无机氮(DIN)、钠离子、镁离子;而影响河流浮游植物功能群变化的只要环境因子有温度(Temp)、pH、总氮(TN)、溶解无机氮(DIN)以及磷酸盐。
[硕士论文] 栗前
人体解剖与组织胚胎学 山西医科大学 2017(学位年度)
摘要:本文对小鼠胚胎心脏房室管发育及Lef1的表达规律进行了研究,本研究分为两个部分:
  第一部分:小鼠胚胎心脏房室管发育及Lef1的表达规律。
  目的:探讨小鼠胚胎心脏房室管分隔、重塑过程以及Le f1在房室管发育过程中的表达规律。
  方法:25只胚龄10~15d小鼠胚胎心脏连续石蜡切片,用抗心肌肌球蛋白轻链Ⅱa单克隆抗体(MLC2a)、抗心肌肌球蛋白轻链Ⅱ多克隆抗体(MLC-2)、抗Tbx3多克隆抗体(Tb x3)、抗淋巴增强因子1单克隆抗体(Le f1)进行免疫组织化学染色和免疫荧光化学染色。
  结果:胚龄10~15d,房室管心肌呈MLC2a阳性、MLC-2阴性,同时表达Tbx3、Le f1。胚龄10d,心内膜垫形成。胚龄11~12d,房室管心内膜垫内细胞 Le f1强表达,心外膜形成。胚龄12~13d,背腹侧房室管心内膜垫相互靠近且融合形成房室瓣,心外膜来源间充质细胞数量增加,部分表达 Le f1。胚龄13d开始,部分心外膜来源间充质细胞穿过心肌延伸入壁侧房室瓣。胚龄15d,房室瓣膜基部直接与MLC2a阳性的房室管心肌相连。
  结论:小鼠胚胎房室管心肌发育为成体心脏房室环瓣膜基部的心肌;在小鼠胚胎心内膜垫融合、房室瓣形成过程中,Le f1在心肌和心外膜来源间充质细胞均有表达。
  第二部分:转录因子Tbx3与小鼠胚胎第二生心区发育。
  目的:探讨转录因子Tbx3在小鼠胚胎SHF的时空表达模式及其对SHF的调节作用。
  方法:30只胚龄9~15d小鼠胚胎心脏连续石蜡切片,用抗胰岛素增强子结合蛋白1多克隆抗体(isl1)、抗心肌肌球蛋白重链单克隆抗体(MHC)、抗心肌肌球蛋白轻链Ⅱa单克隆抗体(MLC2a)、抗 Tbx3多克隆抗体(Tbx3)进行免疫组织化学染色和免疫荧光化学染色。
  结果:胚龄10~12d,咽腹侧间充质细胞is l1阳性表达逐渐增多,此期Tb x3的表达在咽腹侧内胚层减弱,在邻近腹侧内胚层的间充质细胞逐渐开始表达。胚龄9~11d,咽腹侧间充质is l1阳性细胞经动脉囊壁、心包腔背侧壁延续至流出道远端壁,Tb x3在这些部位均呈阴性。而流出道远端壁 M HC呈弱阳性表达。在静脉端,咽腹侧的is l1阳性细胞经心背系膜延伸至DMP内,DMP内可见Tb x3散在表达。胚龄12~13d,SHF is l1呈阳性表达的细胞在动脉端延伸进入分隔后的动脉壁,该部位缺乏 Tbx3表达;在静脉端,DMP逐渐开始心肌化,同时可见Tb x3阳性细胞分布。胚龄15d,DMP心肌化完成,Tb x3阳性细胞与室间隔顶部的房室束的阳性细胞相延续。
  结论:Tbx3并未对 SHF前体细胞的迁移与分化进行直接的调节,但可能对其存在与增殖具有调节作用,且在 pSHF的调节作用与动脉端SHF不同。
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