气候变化:对精子的影响可能是物种灭绝的关键
黄玉良/Shutterstock

自1980以来, 越来越频繁和激烈的热浪 导致死亡人数超过任何其他极端天气事件。 极端事件和气候变化的指纹在自然界中很普遍,人口正在表现出应激反应。

温暖世界的常见指纹是范围转换,物种的分布移动到更高的高度或向极地移动。 对数百项研究的回顾发现了一项 平均偏移17km极向,11米上坡,每十年。 然而,如果温度变化太强或导致物种到地理死角,那么局部的灭绝会在高温下发生。

2003年, 80%的相关研究发现了指纹 从草种到树木,软体动物到哺乳动物,都可以看到种类。 一些迁移,一些改变了颜色,一些改变了他们的身体,一些改变了他们的生命周期时间。 最近对超过100研究的综述发现 8-50%的所有物种 因此将受到气候变化的威胁。

高温和灭绝

目前,我们有一个 令人不安的知识有限 其中生物学特性对气候变化敏感,因此对当地的灭绝负有责任。 然而,潜在的候选人是男性生殖,因为一系列的医学和农业研究 在温血动物 已经表明,男性不育症发生在热应激期间。

但是,直到最近这个 很少在果蝇外面进行过探索 在冷血动物。 尽管事实上,体外 - 在其环境中依赖热量来维持适当体温的生物体 - 构成了生物多样性的大部分。 令人惊讶的是,差不多 所有物种的25% 被认为是甲虫。


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红面粉甲虫(赤拟谷盗(Tribolium castaneum))是一个有用的ectotherm 关于繁殖的大型实验因为他们可以在30°C一个月内从蛋到成年。 女性可以将雄性精子储存在称为精囊的特殊器官中,它们只需要保持4%的单次精液,使它们能够产生长达150天的后代。

看看 热浪对生殖的影响甲虫暴露于标准对照条件或5天热波温度,其温度高于其优选温度5°C至7°C。 之后,甲虫交配,各种实验寻找其繁殖成功,精子形态和功能以及后代质量的损害。

我们发现42°C热波温度相对于30°C,可以产生的后代雄性数量减少一半,一些雄性不能在雌性贮藏中产生任何成熟精子,也会受到热浪的破坏。 然而,只有雌性经历五天热浪事件的对的繁殖输出在所有温度下都相似。

下降可能是由于雄性交配变得更糟,转移的精子减少,转移的精子数量减少,保留在雌性受精囊中的精子减少以及更多的精子受损和不育。

两项结果特别令人担忧。 这些甲虫和许多冷血动物可以存活多年,可能会看到多次热浪。 当我们将雄性暴露于两个相隔十天的热浪事件时,它们的后代产量低于未加热雄性的1%。

这表明连续的热波可以加剧先前的热波。 对后代长寿和男性生育能力的破坏是另一种影响,这种影响连续几代复杂化,并可能导致人口下降。

了解生物学更高温度的哪些方面可能会妥协,这对于了解气候变化如何影响自然至关重要。 希望这些新知识可以帮助预测哪些物种最容易受到伤害,让环保主义者为未来的麻烦做好准备。

关于作者谈话

克里斯销售, 进化、行为、生态学和昆虫学博士候选人, 东英吉利大学

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