城市化导致蜥蜴精子生育力下降：墨西哥大都市区温度胁迫对爬行动物繁殖的影响

本研究针对城市化对墨西哥大都市区蜥蜴精子质量的影响展开研究，发现城市化导致蜥蜴精子活力和DNA完整性显著下降，揭示了城市热岛效应通过温度胁迫影响爬行动物繁殖的新机制，为城市生态系统中生物多样性保护提供了重要依据。

　　

随着全球城市化进程加速，城市热岛效应日益显著，这对野生动物的生存和繁殖构成了严重威胁。爬行动物作为变温动物，其生理过程高度依赖环境温度，而温度变化对繁殖的影响尤为关键。墨西哥大都市区作为世界上最大的城市群之一，其快速城市化进程为研究城市化对野生动物影响提供了理想场所。在此背景下，研究人员选择该地区广泛分布的网纹蜥蜴（Sceloporus grammicus）作为研究对象，探讨城市化梯度对蜥蜴精子质量的影响。

研究人员在墨西哥大都市区选择了三个不同城市化程度的站点（城市、农业区和保护区），于2024年8月繁殖季节采集了18只成年雄性蜥蜴。通过测量精子活力、运动能力、浓度、DNA完整性和胞质滴存在情况，结合睾丸和附睾的组织学分析，系统评估了城市化对蜥蜴繁殖能力的影响。同时，使用生物物理模型监测了各站点的操作温度，分析了热环境质量与精子参数之间的关系。

研究采用的主要技术方法包括：精子质量评估（按照WHO人类精液分析手册改进的方法）、组织学分析（睾丸和附睾的石蜡切片制备和HE染色）、操作温度监测（使用生物物理模型和温度记录仪）以及热质量指数计算。样本来自墨西哥城和特拉斯卡拉地区的三个不同城市化程度的站点。

研究结果

精子细胞参数：研究发现精子活力随着城市化程度的增加而显著下降。在附睾的三个区域（caput、corpus和cauda）均观察到精子活力降低，其中caput区域下降最为显著（F₍₁₎=19.76, P=0.0008）。DNA完整性在附睾的caput（F₍₁₎=6.65, P=0.02）和corpus（F₍₁₎=8.16, P=0.01）区域也受到负面影响，但在cauda区域未发现显著影响。精子细胞浓度和胞质滴存在情况在各区域均未显示与城市化程度的显著相关性。

精子运动能力：城市化对精子运动能力的影响存在区域特异性。在附睾caput区域观察到运动能力显著下降（F₍₁₎=5.53, P=0.03），但在corpus和cauda区域未发现显著影响。

生殖器官形态学：分析显示城市化程度对睾丸和附睾的长度和重量均无显著影响，但睾丸直径显示出与城市化程度的相关性（X²₍₁₎=12.59, P=0.0003）。

组织学分析：睾丸生精小管面积（X²₍₁₎=4.06, P=0.04）和上皮高度（X²₍₁₎=5.48, P=0.01）与城市化距离相关，但附睾组织学参数未显示显著差异。

操作温度：热环境质量分析显示，距离城市中心最远的站点具有最低的热质量（de=9.8），城市化程度最高的站点次之（de=8.75），而中间站点具有最高的热质量（de=6.69）。在非活动期间，城市化程度最高的站点显示出最高的操作温度（18.48±3.45°C）和较低的热质量（de=12.00）。

研究结论与意义

本研究首次系统揭示了城市化通过温度胁迫影响蜥蜴精子质量的机制。研究发现城市化导致的温度升高显著降低了蜥蜴精子活力和DNA完整性，这可能直接影响繁殖成功率。特别值得注意的是，这种影响在附睾的不同区域表现出差异性，提示温度胁迫可能影响精子在成熟过程中的不同阶段。

研究结果强调了城市热岛效应对爬行动物繁殖的潜在威胁。随着全球气候变暖和城市化进程加速，这种影响可能进一步加剧，导致爬行动物种群数量下降。研究还指出，行为热调节可能在一定程度上缓解温度胁迫的影响，但这取决于可用的热调节机会和植被覆盖情况。

这项研究的发现对城市生物多样性保护具有重要意义。首先，它为理解城市化对野生动物繁殖的影响提供了新的视角；其次，研究结果可用于指导城市规划和生态保护策略，如保留和增加绿色空间以提供热调节机会；最后，研究方法为评估其他物种在城市环境中的生存能力提供了参考框架。

研究人员建议未来研究应进一步探讨温度胁迫影响精子质量的具体分子机制，以及不同物种对城市环境的适应能力差异。同时，需要开发更有效的保护策略，包括创建生态走廊和改善城市热环境，以减轻城市化对野生动物繁殖的负面影响。

该研究发表在《Urban Ecosystems》期刊，为城市生态学和保护生物学领域提供了重要科学依据，对于制定有效的生物多样性保护政策具有重要指导意义。