對(duì)精子的影響可能是物種滅絕的關(guān)鍵
自20世紀(jì)80年代以來(lái),越來(lái)越頻繁和激烈的熱浪導(dǎo)致死亡人數(shù)超過(guò)任何其他極端天氣事件。極端事件和氣候變化的指紋在自然界廣泛存在,人口正在表現(xiàn)出應(yīng)激反應(yīng)。溫暖世界的常見(jiàn)指紋是范圍轉(zhuǎn)換,物種的分布移動(dòng)到更高的高度或向極地移動(dòng)。對(duì)數(shù)百項(xiàng)研究的回顧發(fā)現(xiàn),每十年平均轉(zhuǎn)移17公里的極地和11米的上坡。然而,如果溫度變化太強(qiáng)或?qū)е挛锓N到地理死角,那么局部滅絕會(huì)在高溫下發(fā)生。
2003年,80%的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),從草種到樹(shù)木,從軟體動(dòng)物到哺乳動(dòng)物,都可以看到指紋。一些遷移,一些改變了顏色,一些改變了他們的身體,一些改變了他們的生命周期時(shí)間。最近對(duì)100多項(xiàng)研究的回顧發(fā)現(xiàn),所有物種中有8-50%會(huì)受到氣候變化的威脅。
高溫和滅絕
目前,我們對(duì)哪些生物學(xué)特性對(duì)氣候變化敏感并因此導(dǎo)致當(dāng)?shù)販缃^負(fù)有了令人不安的有限知識(shí)。然而,潛在的候選人是男性生殖,因?yàn)闇匮獎(jiǎng)游锏囊幌盗嗅t(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)研究表明,在熱應(yīng)激期間發(fā)生男性不育。
然而,直到最近,在冷血?jiǎng)游锏墓壨饷婧苌偬剿鬟@種情況。盡管這是一個(gè)事實(shí),即外溫動(dòng)物-生物依賴于熱的環(huán)境中保持適當(dāng)?shù)纳眢w溫度 -包括大部分的生物多樣性。令人驚訝的是,近25%的物種被認(rèn)為是甲蟲(chóng)。
在赤擬谷盜(赤擬谷盜)是一個(gè)有用的ectotherm 上再現(xiàn)大實(shí)驗(yàn),因?yàn)樗麄兛梢詮碾u蛋在30℃到成人一個(gè)月。女性可以將雄性精子儲(chǔ)存在稱為精子的特殊器官中,它們只需要保留4%的單次射精,使它們能夠產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá)150天的后代。
為了研究熱波對(duì)繁殖的影響,甲蟲(chóng)暴露于標(biāo)準(zhǔn)控制條件或5天熱波溫度,比其優(yōu)選溫度高5°C至7°C。然后,甲蟲(chóng)交配和各種實(shí)驗(yàn)尋找他們的繁殖成功,精子形式和功能,和后代質(zhì)量的損害。
我們發(fā)現(xiàn),相對(duì)于30°C,42°C的熱浪溫度使后代雄性的數(shù)量減少了一半,而一些雄性不能在雌性儲(chǔ)存中產(chǎn)生任何成熟的精子,也會(huì)受到熱浪的破壞。然而,只有雌性經(jīng)歷五天熱浪事件的對(duì)的繁殖輸出在所有溫度下都相似。
這種下降可能是由于雄性在交配時(shí)變得更糟,精子轉(zhuǎn)移更少,精子轉(zhuǎn)移活著減少,精子保留在雌性精囊中更少,更多精子受損和不育。
兩項(xiàng)結(jié)果特別令人擔(dān)憂。這些甲蟲(chóng)和許多冷血?jiǎng)游锟梢源婊疃嗄?,可能?huì)看到多次熱浪。當(dāng)我們將雄性暴露于兩個(gè)相隔十天的熱浪事件時(shí),它們的后代產(chǎn)量不到未加熱雄性的1%。
這表明連續(xù)的熱波會(huì)加劇先前的熱波損害。對(duì)后代長(zhǎng)壽和男性生育能力的破壞是另一種影響,這種影響連續(xù)幾代復(fù)雜化,并可能導(dǎo)致人口下降。
了解生物學(xué)更高溫度的哪些方面可能會(huì)妥協(xié),這對(duì)于了解氣候變化如何影響自然至關(guān)重要。希望這些新知識(shí)可以幫助預(yù)測(cè)哪些物種最容易受到傷害,讓環(huán)保主義者為未來(lái)的麻煩做好準(zhǔn)備。
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