微生境异质性驱动潮间带软体动物极端低温适应的代谢组学机制

针对气候变化下极端低温事件频发对潮间带生物的胁迫问题，研究人员通过监测微生境环境参数（基质温度、风速等）及两种软体动物（Littorina brevicula和Cellana toreuma）的代谢响应，发现暴露区域个体通过激活细胞应激（CSR）、能量代谢等通路实现冷适应，揭示了微生境异质性对物种存续的关键作用。

　　

潮间带微生境的异质性会在小空间尺度上造成显著的热环境差异，导致极端低温事件期间生物承受的冷胁迫强度不同。解析不同微生境生物的体温变化与代谢组响应，对理解气候变化背景下生物应对极端低温的机制至关重要。

研究团队系统测量了基质温度、气温、风速、光照强度等微环境参数及潮间带短滨螺（Littorina brevicula）和龟足（Cellana toreuma）的体温动态，发现微生境类型、基质温度等因子显著影响体温。冬季极端低温事件中，来自不同微生境（螺类：裸露岩石vs.遮荫岩石；帽贝：岩石vs.潮池）的个体展现出特异的代谢特征，涉及细胞应激响应（CSR）、能量代谢、免疫调控、核苷酸代谢及渗透调节等通路。其中，暴露区域（螺类裸露岩石/帽贝岩石生境）个体的代谢通路激活更为显著。值得注意的是，这些通路富集的代谢物与微气候变量（如基质温度、风速、体温）呈现显著相关性。

该研究首次从代谢维度阐明微生境异质性如何通过调控关键生理通路助力潮间带软体动物抵御极端寒冷，为预测气候变化下潮间带物种分布格局演变提供了新视角。