酵母模型属中热性能曲线对温度升高的适应性演化及其对气候变化的启示

来自全球的研究人员通过实验进化手段，以酵母（Saccharomyces spp.）为模型，探究了8个物种在25–40°C梯度升温下的热性能曲线（TPCs）演化规律。研究发现：耐热物种遵循"越热越宽（hotter is wider）"假说，而耐冷物种呈现"全才不专（jack of all temperatures）"的适应策略，揭示了温度适应性的物种特异性及遗传多样性对气候响应预测的关键作用。

　　

这项研究通过酵母属（Saccharomyces）的跨物种实验进化，动态追踪了温度从25°C逐步升至40°C过程中，八种基因型迥异的酵母热性能曲线（Thermal Performance Curves, TPCs）的演化轨迹。令人惊讶的是，不同物种展现出截然相反的适应策略：耐热型菌株的进化符合"越热越宽（hotter is wider）"假说，其最适生长温度和热耐受上限同步提升；而耐冷型菌株则付出生长速率降低的代价，拓宽了热耐受范围却无法突破耐热菌株的温度极限，印证了"全才不专（jack of all temperatures is a master of none）"的进化权衡。研究特别强调，即使在600代的长周期进化后，冷适应物种始终未能达到热适应物种的临界温度上限（40°C），这种基因型与环境（G×E）的复杂互作，为预测生物多样性应对气候变化的演化潜力提供了关键范式。通过微生物模型实时捕捉进化过程，该研究首次系统揭示了TPC可塑性的物种特异性规律，对构建更精准的生物气候适应性模型具有里程碑意义。