温度驱动的形态与生活史可塑性：两种臂尾轮虫(Brachionus dorcas)孤雌生殖后代跨代表型变异及其生态代价

本研究通过比较长刺(LS)和短刺(SS)两种臂尾轮虫(B. dorcas)形态型在20°C和25°C下的跨代表型变异，揭示了温度与基因型互作如何影响其形态（体长BS、棘刺AMS/ALS/PS）和生活史参数（寿命、世代时间r、净繁殖率R0）。发现SS型在低温下表现出更强的生存可塑性，而长刺发育伴随低温适应性代价，为理解轮虫应对气候变化的进化潜力提供了新视角。

　　

在淡水生态系统中，轮虫作为初级消费者和鱼类饵料，其表型可塑性(Phenotypic plasticity)对维持生态系统功能至关重要。然而，不同基因型轮虫如何响应温度变化仍存在两大谜题：其一，长刺(LS)与短刺(SS)形态型(B. dorcas morphotypes)的跨代表型变异规律是否不同？其二，棘刺发育的生态代价如何影响种群适应性？来自安徽师范大学的研究团队通过多代培养实验，在《Ecological Frontiers》发表的研究给出了答案。

研究采用克隆培养技术，从中国芜湖镜湖(31.33°N)分离出2个LS型(L1/L2)和3个SS型(S1-S3)克隆体，在20°C和25°C下连续培养至F₅代，测量体长(BS)、前中棘(AMS)、前侧棘(ALS)和后侧棘(PS)长度，并统计寿命、世代时间等生活史参数。通过方差分析(ANOVA)和表型轨迹比较，揭示了温度-基因型-代际的三维互作机制。

形态参数的温度响应
在25°C下，两形态型的BS和棘刺长度均随代际递减，符合温度-体型规律(Temperature-size rule)；而20°C时出现分化：LS型的AMS/ALS保持稳定，PS长度波动，SS型从F₃代起所有棘刺显著增长，但PS始终短于LS型。这表明低温更易触发SS型的防御形态可塑性。

生活史策略的权衡
SS型在20°C下展现生存优势：平均寿命比LS型延长15%，世代时间增加12%，但净繁殖率(R₀)无显著差异。这一发现印证了"长刺发育代价假说"——LS型将更多能量分配给防御结构，导致低温适应力下降。

跨代可塑性机制
通过比较F₁-F₅代表型轨迹，研究发现SS型的形态变异系数(CV)比LS型高32%，说明其基因组蕴含更强的环境响应潜力。特别值得注意的是，LS型的PS长度在低温下出现代际衰减，暗示持续低温可能通过表观遗传调控抑制防御性状表达。

这项研究首次量化了轮虫形态可塑性的基因型依赖性：SS型通过"快速形态调整+稳健生活史"策略适应低温，而LS型依赖预存的防御结构但牺牲适应性。该成果为预测气候变化下浮游动物群落结构演变提供了理论框架，同时启示保护生物学应关注种内基因型多样性维持。论文最后指出，未来需结合转录组学揭示棘刺发育的分子调控网络，这将为理解表型可塑性的进化边界开辟新路径。