氣候變化:對精子的影響可能是物種滅絕的關鍵
黃玉良/Shutterstock

自1980以來, 越來越頻繁和激烈的熱浪 導致死亡人數超過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,人口正在表現出應激反應。

溫暖世界的常見指紋是范圍轉換,物種的分佈移動到更高的高度或向極地移動。 對數百項研究的回顧發現了一個 平均偏移17km極向,11米上坡,每十年。 然而,如果溫度變化太強或導致物種到地理死角,那麼局部滅絕會在高溫下發生。

在2003, 80%的相關研究發現了指紋 從草種到樹木,軟體動物到哺乳動物,都可以看到種類。 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週期時間。 最近對超過100研究的綜述發現 8-50%的所有物種 因此將受到氣候變化的威脅。

高溫和滅絕

目前,我們有一個 令人不安的知識有限 其中生物學特性對氣候變化敏感,因此導致當地滅絕。 然而,潛在的候選人是男性生殖,因為一系列的醫學和農業研究 在溫血動物 已經表明,男性不育症發生在熱應激期間。

但是,直到最近這個 很少在果蠅外面進行過探索 在冷血動物。 儘管事實上,在他們的環境中依賴熱量來維持適當體溫的生物體 - 包含大部分生物多樣性。 令人驚訝的是,差不多 所有物種的25% 被認為是甲蟲。


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紅麵粉甲蟲(赤擬穀盜(tribolium castaneum))是一個有用的ectotherm 關於繁殖的大型實驗,因為他們可以在30°C一個月內從蛋到成年。 女性可以將雄性精子儲存在稱為精囊的特殊器官中,它們只需要保持單次射精的4%即可使它們產生長達150天的後代。

看看 熱浪對生殖的影響將甲蟲暴露於標準對照條件或5天熱浪溫度,其溫度高於其優選溫度5°C至7°C。 然後,甲蟲交配和各種實驗尋找他們的繁殖成功,精子形式和功能,和後代質量的損害。

我們發現42°C熱浪溫度相對於30°C,可以產生的後代雄性數量減少一半,一些雄性不能在雌性貯藏中產生任何成熟精子,也會受到熱浪的破壞。 然而,只有雌性經歷五天熱浪事件的對的繁殖輸出在所有溫度下都相似。

下降可能是由於雄性交配變得更糟,轉移的精子減少,轉移的精子數量減少,保留在雌性受精囊中的精子減少以及更多的精子受損和不育。

兩項結果特別令人擔憂。 這些甲蟲和許多冷血動物可以存活多年,可能會看到多次熱浪。 當我們將雄性暴露於兩次相隔十天的熱浪事件時,它們的後代產量低於未加熱雄性的1%。

這表明連續的熱波會加劇先前的熱波損害。 對後代長壽和男性生育能力的破壞是另一種影響,這種影響連續幾代複雜化,並可能導致人口下降。

了解生物學更高溫度的哪些方面可能會妥協,這對於了解氣候變化如何影響自然至關重要。 希望這些新知識可以幫助預測哪些物種最容易受到傷害,讓環保主義者為未來的麻煩做好準備。

關於作者談話

克里斯銷售, 進化、行為、生態和昆蟲學博士候選人, 東英吉利大學

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