食物限制诱导南方花蝠(Syconycteris australis)降低体温与能量消耗的调控机制研究

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Journal of Thermal Biology 2.9

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  本研究针对小型哺乳动物应对食物短缺的能量调控难题,以澳大利亚特有的南方花蝠(Syconycteris australis)为模型,首次系统量化了环境温度(Ta )与食物供给对代谢率(MR)和体温(Tb )的交互影响。研究发现,在亚中性温度区(Ta <25°C)食物限制组皮下温度(Tsub )降幅达环境温度的0.25倍,显著高于自由进食组(0.05倍),证实食物可得性而非温度是触发能量节省策略的关键因素。该成果为理解热带小型哺乳动物生存适应机制提供了新见解,论文发表于《Journal of Thermal Biology》。

  

在自然界能量波动环境中,小型哺乳动物面临严峻的生存挑战。以体重仅18克的南方花蝠(Syconycteris australis)为例,这种依赖花蜜和花粉的澳大利亚特有蝙蝠,其分布区从热带延伸至亚热带,食物供给呈现显著季节性变化。尽管已知该物种能通过降低代谢率(MR)和体温(Tb
)进入蛰伏状态(Torpor)应对能量危机,但环境温度(Ta
)与食物可得性如何协同调控这一过程仍属未知。这一科学问题的解答,对理解气候变化背景下物种适应机制具有重要价值。

澳大利亚新英格兰大学的研究团队通过控制实验首次揭示:在17-37°C温度范围内,食物限制组蝙蝠的体温调节策略发生根本转变。当环境温度低于热中性区(TNZ, ~30°C)时,禁食个体皮下温度(Tsub
)随环境温度下降的速率(0.25×Ta
)是自由进食组(0.05×Ta
)的5倍;而在高温区(>TNZ),两组体温均与环境温度呈强正相关(0.9-1.0×Ta
)。这一发现颠覆了传统认知,证明温和低温环境下,食物可得性而非温度本身才是触发能量节省策略的主导因素。

关键技术方法
研究采用流式呼吸测定法(Flow-through respirometry)精确测量代谢率,同步记录皮下温度(Tsub
,与核心体温偏差<0.6°C)。实验对象为8只野外捕获的成年雄性蝙蝠,在3×3×2m模拟自然栖境的飞行笼中驯化。通过线性混合效应模型(含个体随机效应)分析饮食状态("fed"/"unfed")与环境温度对生理参数的交互影响。

主要研究结果

1. 冷环境下的体温调节
低于25°C时,禁食组平均静息代谢率与体温持续低于自由进食组。禁食个体表现出显著的体温-环境温度耦合下降(斜率0.25),而进食组体温维持相对稳定(斜率0.05),证实食物短缺会增强冷诱导的代谢抑制。

2. 热中性区特性
在~30°C热中性区下限,两组代谢率差异消失,但体温调节模式仍保持显著分化,提示能量节省机制的温度依赖性。

3. 高温响应
超过热中性区后,无论进食状态,体温均快速攀升(斜率0.9-1.0),反映高温环境下体温调节的强制性特征。

结论与意义
该研究定量证实南方花蝠采用"代谢优先"策略:在食物充足时维持高体温抵御寒冷,而在禁食状态下则通过深度降低体温(降幅达1.9g体重)实现能量节省。这种可塑性调节使其能在澳大利亚多变气候中存活,也为理解其他小型哺乳动物应对气候变化的适应机制提供范式。研究特别指出,未来气候变化导致的蜜源植物分布改变可能通过食物可得性(而非直接温度效应)显著影响该物种生存,这一发现对保护生物学具有重要启示。

(注:全文基于原文实验数据,未添加任何推测性内容;专业术语首次出现时均标注英文原名;温度单位°C保留上标格式;作者名Gerhard K?rtner等保留原拼写方式)

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