小鼠跳跃能力影响因子初探

栗志

（南京师范大学中北学院，江苏 南京 210000）

小鼠是常见的实验动物，其野生祖先小家鼠是世界范围内广泛分布的常见哺乳动物。小家鼠在物种意义上的成功和其出色的繁殖能力、广泛的食性及强大的运动能力相关，而跳跃能力属于运动能力中相当重要的一个类别。

小鼠的行走方式属于跖行式，后肢肌肉较为发达，虽然未出现类似跳鼠的结构特征，但可较为灵活的凭借后肢骨骼及肌肉群跳跃。

小鼠通常在第8～10周（56～70日龄）达到性成熟和体成熟，在20～40日龄生长特别快。小鼠雌雄个体生长速度存在差异，整体看来是雄性生长更为迅速，而且即使是同一品系的小鼠，在不同实验室饲养的种群仍可能存在一定的差异。在饲养小鼠的过程中，观察到高速生长阶段前期的幼鼠及后期的亚成年鼠存在主动跳跃行为，其中尤以雄性小鼠更为频繁，因此这一生长阶段的小鼠在活体饲料界有“跳跳”的别称，成年小鼠无论雌雄，主动跳跃行为均不频繁，但在食物放置位置较高的情况下仍会进行主动跳跃，以便取食，因此通过食物诱使小鼠跳跃以测定其弹跳能力的方法具备较高的可行性。

1 实验准备

1.1 实验设备制备小鼠弹跳能力测定装置

图1 小鼠跳跃能力测定装置及使用方法

1.2 实验准备实验用小鼠在实验前进行饥饿处理（供应水但不供应食物）6h时以上，让其对食饵产生强烈食欲。

2 试验过程

将饥饿处理后的小鼠放置在弹跳能力测定装置的透明直筒内（内壁要求光滑，确保小鼠无法攀爬），食饵通过铁钩和绳索悬挂在小鼠上方。初始状态下食饵悬挂高度较低，小鼠只需要两足直立即可取食。随后不断牵拉绳索，让食饵悬挂高度逐步增加，当食饵悬挂高度提升到某一临界值，只要再提升极小的高度就导致小鼠无法通过跳跃方式取食时，从标尺上读出此时的食饵悬挂高度（等价于总跳跃高度），减去小鼠站立高度，即为净跳跃高度（净跳跃能力）。而小鼠站立高度除以净跳跃高度所得的商，即为比跳跃能力。

小鼠通过苦味酸做标记（为不影响弹跳能力，不选择断趾法），测试前记录体长、体重、性别、日龄等信息。小鼠进行跳跃能力测定后恢复正常进食。

3 实验结果

3.1 雄性小鼠及雌性小鼠日龄与净跳跃能力相关曲线（见图2）

图2 不同性别小鼠日龄与净跳跃能力关系曲线

3.2 雄性小鼠及雌性小鼠日龄与比跳跃能力相关曲线（见图3）

图3 不同性别小鼠日龄与比跳跃能力关系曲线

3.3 成年雄性小鼠及雌性小鼠体重与净跳跃高度相关曲线（见图4）

图4 不同性别小鼠体重与比跳跃能力关系曲线

4 结论与分析

小鼠的跳跃能力主要来源于后肢肌肉群收缩时释放的能量，因此可认为后肢肌肉的发达程度是净跳跃能力/比跳跃能力的强烈正相关因子，而在起跳瞬间动能及上升过程中空气阻力大体不变的情况下，跳跃高度和小鼠体重成反比，因此可认为小鼠的体重是净跳跃能力/比跳跃能力的强烈负相关因子，而比跳跃能力相对于净跳跃能力，还多了小鼠站立高度（基本相当于小鼠除尾身长）这个负相关因子（见图5）。

图5 小鼠跳跃能力的影响因子

以上述推论为基础，可对小鼠跳跃能力做出如下分析：

一般情况下，雄性小鼠相对雌性小鼠有更为发达的后肢肌肉群，这可能是雄激素对骨骼肌和骨骼发育影响的普遍效应，但同时也拥有更高的体重，这两者因素同时对小鼠的跳跃高度施加影响，在测定净跳跃能力时，雄性小鼠更为发达的后肢肌肉群的影响超过了更高体重的影响，因此雄性小鼠的净跳跃能力高于雌性小鼠，而测定比跳跃高度时需要将雄性小鼠更大的站立高度作为影响因子引入，造成了部分时间点雄性小鼠和雌性小鼠的比跳跃能力出现数据交错。

小鼠生长过程包含了肌肉组织的发育和体重增加，两者对跳跃能力的影响存在拮抗，在生长早期，肌肉组织的生长速度明显大于体重增加的速度，因此净跳跃能力显著增加，在生长晚期，体重增加速度逐步追赶上肌肉组织生长，因此净跳跃能力在成年时逐步趋于稳定。而小鼠生长过程中比跳跃能力需要引入小鼠站立高度（基本相当于去尾体长）增长的因素，因此出现了大亚成年小鼠比跳跃高度超过成年小鼠的情况，推测在50日龄时小鼠后肢肌肉群生长已经基本完成，但体长增长仍持续一段时间。

成年小鼠，瘦弱状态的小鼠后肢肌肉群发达程度不佳，即使体重小于正常小鼠，依然出现了小幅度的净跳跃能力下降，而超重/肥胖小鼠虽然后肢肌肉群发达程度正常，但体重的显著增加导致了净跳跃能力的大幅度下降。

瘦弱小鼠和超重小鼠通过饮食和运动条件恢复正常体重对应的跳跃能力变化仍需进一步研究。