小丑鱼个体收缩应对热胁迫与社会冲突以提高生存能力

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:SCIENCE ADVANCES 11.7

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  为探究环境与社会因素对脊椎动物生长的影响,研究人员以小丑海葵鱼(Amphiprion percula)为对象,研究其在海洋热浪中的生长与生存。发现其会因热胁迫收缩,且收缩受社会等级调控,协调收缩的繁殖对生存概率更高,为鱼类应对气候变暖提供新视角。

  
在气候变化的大背景下,海洋热浪频发正深刻影响着珊瑚礁生态系统中的生物。对于脊椎动物而言,其生长通常被认为是单向不可逆的,但日益严峻的环境挑战,如持续升高的水温,是否会打破这一常规?目前,学界对环境压力与社会因素如何共同作用于脊椎动物生长的机制知之甚少,尤其是在成年个体中出现的体型收缩现象,其与热胁迫和社会结构的关联尚缺乏实证研究。小丑海葵鱼(Amphiprion percula)作为珊瑚礁中的典型居民,与海葵形成紧密共生关系,且具有明确的社会等级结构(繁殖对包括优势雌性.rank1和亚优势雄性.rank2,以及 subordinate 非繁殖个体),为研究环境与社会因素的交互作用提供了理想模型。鉴于此,英国纽卡斯尔大学(Newcastle University)的研究团队针对这一物种展开研究,旨在揭示其在极端温度下的生长策略及生存机制,相关成果发表于《SCIENCE ADVANCES》。

研究人员选取了巴布亚新几内亚金贝湾的 67 对野生小丑海葵鱼繁殖对(共 134 尾个体),于 2023 年 2 月至 8 月期间(覆盖全球第四次珊瑚白化事件,研究区域水温超出长期平均值 4°C),每月测量个体全长(total length, TL),每 4-6 天监测海葵微生境温度,并通过生存分析、贝叶斯广义线性模型等方法,分析热胁迫、社会等级、体型比与生长及存活的关系。

研究结果


小丑海葵鱼在热胁迫下普遍出现收缩


研究期间,71% 的.rank1个体和 79% 的.rank2个体至少收缩一次,其中 41% 的个体多次收缩。收缩现象在不同体型个体中均有发生,但存在等级差异:.rank1在 TL 超过约 79.92 mm 时更易收缩,.rank2的收缩阈值为 60.75 mm,表明体型和社会等级影响收缩响应。

生长与收缩呈动态关联


个体表现出三种响应模式:不收缩(25.2%)、单次收缩(44.4%)和多次收缩(30.4%)。多次收缩者整体生长较慢,但在非收缩期的生长速度显著更快,显示出 “收缩 - 补偿生长” 的可塑性策略。

热胁迫对生长的双向影响


当前月的最高温度与生长呈正相关(平均体型变化率 0.50%),而前一月的最高温度则呈负相关(-0.29%)。.rank2对温度的响应更敏感,提示社会等级可能调节热胁迫的影响。

社会冲突驱动收缩行为


繁殖对的体型比(.rank2/rank1)影响收缩概率:当体型比接近 1 时,.rank1收缩可能性降低,表明维持稳定的等级体型差可减少社会冲突,印证了社会结构对生长的约束作用。

收缩行为提升生存概率


生存分析显示,经历收缩的个体存活率更高,单次收缩使生存概率提升 78%,多次收缩者全部存活。此外,繁殖对协同收缩时,生存概率显著高于单方或无收缩组,表明社会协调性对适应热胁迫至关重要。

研究结论与意义


本研究首次证实成年海洋鱼类可通过动态体型调整应对热胁迫,且这一过程受社会等级和繁殖对关系的调控。收缩行为通过降低代谢需求、维持社会等级稳定性,为个体在极端环境中赢得生存优势。研究还揭示,这种生长可塑性可能是一种广泛的适应策略,对预测鱼类在气候变暖中的种群动态具有重要意义 —— 尽管短期存活受益,但个体缩小可能导致繁殖输出下降,进而影响珊瑚礁生态系统的结构与功能。

该研究突破了 “脊椎动物生长不可逆” 的传统认知,为理解生物对全球变暖的适应性提供了新范式,也为珊瑚礁保护中纳入生物行为策略提供了科学依据。未来需进一步探究收缩的生理机制(如甲状腺激素调控、组织重塑)及跨物种普遍性,以全面评估气候变化对水生生物的影响。

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