温带狼蛛对冬季变暖的生理响应:耐寒性可塑性与体成分稳态的权衡机制

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Physiological Entomology 1.5

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  本研究针对季节性环境中物种如何适应温度变化的重要科学问题,由研究人员通过模拟三种冬季温度模式(当前冬季、暖冬及暖冬叠加日变幅),首次系统揭示狼蛛Schizocosa stridulans耐寒性表型可塑性规律。发现临界热最小值(CTmin)具有环境温度依赖性,而过冷却点(SCP)保持稳定;暖冬促进生长速率但降低碳水化合物储备,表明变暖环境中蜘蛛虽生长加速却需承担冷耐受能力下降的生态风险。

  
在季节性环境中,生物体通过调整耐热性来适应多变环境是重要的适应性策略。虽然昆虫的热耐受可塑性已被广泛证实,但关于蜘蛛通过表型可塑性改变冷耐受能力的研究仍较缺乏。本研究以狼蛛Schizocosa stridulans为模型,通过模拟三种冬季温度 regime(当前冬季条件、暖冬条件以及具有更高日变幅的暖冬条件),系统评估了其耐寒性与体成分的可塑性变化。
研究发现:临界热最小值(critical thermal minimum, CTmin,即蜘蛛保持活动能力的最低温度)表现出明显的可塑性。具体而言,CTmin在模拟冬季的最冷时期降至最低,且暴露于当前冬季条件下的蜘蛛其CTmin显著低于经历暖冬的个体。相比之下,过冷却点(supercooling point, SCP,即蜘蛛自发冻结的温度)在不同时间和冬季处理中均保持稳定。
生长速率亦受冬季条件影响:处于更暖且变幅更大的冬季环境中的蜘蛛,生长速率显著更高。然而,蛋白质和脂质含量并未受冬季环境显著影响,表明蜘蛛能够维持这些宏量营养素的稳态比例,与生长速率无关。值得注意的是,碳水化合物含量在暖冬且变幅较大的组中略有下降,但仍达统计显著水平。
这些结果说明,虽然暴露于日最高温更高的暖冬条件下的蜘蛛可获得更快的生长,但却是以牺牲耐寒能力为代价的——这可能使它们对寒潮突袭更为敏感。
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