一项研究揭示了气温上升如何导致人口崩溃

莱斯大学的研究人员发现了气温上升和物种数量下降之间的关键联系，为全球变暖如何威胁自然生态系统提供了新的线索。这项研究发表在《生态学》杂志上，由沃尔克·鲁道夫（Volker Rudolf）领导，揭示了气温上升加剧了种群内部的竞争，最终导致种群在更高温度下崩溃。它提供了第一个明确的实验证实，即不断上升的温度改变了控制自然界中种群动态的力量。

　　

莱斯大学的研究人员发现了一个关键联系，即气温上升与物种种群数量下降之间的关系，这为全球变暖如何威胁自然生态系统提供了新的见解。该研究发表在《生态学》杂志上，由莱斯大学生物科学教授沃尔克·鲁道夫（Volker Rudolf）领导，揭示了气温上升加剧了种群内的竞争，最终导致在较高温度下种群数量崩溃。这项研究首次明确通过实验验证了气温上升如何改变自然中控制种群动态的力量。

“我们的研究为理解变暖对自然种群的广泛影响提供了缺失的关键部分。”鲁道夫教授说，“即使个体生物在较高温度下似乎能够茁壮成长，整个种群仍可能因资源竞争加剧而遭受损失。”

为了揭示温度如何影响竞争和种群增长，研究团队专注于一种名为达夫尼亚·普利克斯（Daphnia pulex）的小型浮游动物，它在淡水食物网和水质中发挥着重要作用。通过在受控的实验室环境中操纵温度和种群密度，研究人员分离了气温上升对种群动态的影响。结果既令人着迷，又令人担忧。

实验显示，随着温度上升，个体之间的竞争显著增强。事实上，每升高7摄氏度，竞争效应就会翻倍，在最高测试温度下导致种群数量急剧下降50%。虽然适度变暖（12-19摄氏度）最初通过加速新陈代谢和繁殖促进了种群增长，但在更高温度下，这些好处随着竞争的加剧而消失，导致种群数量急剧下降，即使个体生物能够耐受更高的温度。

“我们知道变暖的温度会增加变温动物的新陈代谢和繁殖，但我们发现，更高的温度也会引发竞争，从而限制生存和繁殖。”研究的第一作者、莱斯大学校友莉莉·斯托克斯塞斯（Lillie Stockseth）说。她在鲁道夫实验室完成了这项实验，并作为她的本科毕业论文的一部分。她现在在休斯顿动物园工作。“随着温度接近这些种群的生理极限，竞争的加剧开始抵消那些代谢带来的好处，并导致种群数量下降。这对面临温度上升的生态系统来说是一个重要的警告——种群数量可能在比我们想象的更温和的温度下就开始下降。”

这些发现挑战了变暖总是通过促进个体生长而使变温动物种群受益的假设。相反，它们表明，气温上升可以通过加剧竞争来损害种群，即使在生理压力成为关键因素之前也是如此。这种竞争的增加还可能使种群不稳定，进一步加剧局部灭绝的风险，尤其是在温度波动频繁的环境中。

“我们的发现表明，许多物种可能在达到其热耐受极限之前就面临种群数量的急剧下降。”鲁道夫实验室的校友、前研究生、现任德克萨斯大学MD安德森癌症中心数据科学家的佐伊·尼尔（Zoey Neale）说。“这对保护工作有重大意义，因为这意味着温度驱动的种群崩溃可能发生在比之前预期更低的变暖阈值，并可能影响那些被认为对温度变化有抵抗力的物种。”

随着全球气温持续上升，像这样的研究提供了关键的见解，有助于预测和减轻生物多样性的丧失，这是确保脆弱物种和生态系统在为时已晚之前得到保护的重要一步。