自由活动外温动物的热性能曲线、活动与生存：行为调节与季节性权衡的生态意义

这篇研究通过温度敏感无线电发射器和加速度计，首次在野外构建了澳大利亚中部鬃狮蜥（Pogona vitticeps）的热性能曲线（TPC），揭示了季节性热调节策略与生存的复杂关系。研究发现最大运动性能（Pmax）与死亡率呈正相关，雌性在繁殖季呈现显著的热调节效率（E）下降，挑战了传统实验室TPC对野外适应性的预测，为理解气候变化下外温动物的生存策略提供了新视角。

　　

热性能曲线与野外生存的生态关联

摘要

温度深刻影响着外温动物的分布与多样性，但自然环境中的温度-行为-生理功能交互作用及其对个体生存的影响仍知之甚少。研究结合温度敏感无线电发射器和加速度计，首次在自由活动的澳大利亚中部鬃狮蜥中构建了野外热性能曲线（TPC），量化了热调节有效性及其与生存的关联。

1 引言

外温动物依赖外部热源调节体温，这一策略兼具优势与限制。栖息地变异性常将物种限制在狭窄的热边际内，而行为热调节（如穿梭于阳光与阴影间）可能 divert 交配、觅食等重要活动时间。成本-收益模型预测，热调节应在收益高且成本低时更精确。然而，实验室TPC参数（如热最适温度T_opt）与野外生存的关联仍不明确。

2 材料与方法

2.1 偏好体温与校准

通过实验室热梯度实验测定鬃狮蜥的偏好体温范围（T_set），雌性T_set显著高于雄性（75%分位数：33.8°C vs. 29.0°C）。表面温度与核心体温的强相关性（R²=0.94）支持了野外体温预测模型：T_b,Predict=1.770+(T_surf×1.058)。

2.3 野外热环境与调节策略

铜管模型模拟的微环境温度（T_{ee）对雌性更有利。热调节有效性指数（E=1-(db/de)）揭示雄性在春季调节更高效（E=0.48 vs. 雌性0.29）。}

2.4 活动与TPC构建

加速度计记录的685万数据点显示，夏季活动最高，冬季最低。GAMM模型构建的野外TPC表明，最大性能（P_max）在春季最高，但T_opt（36.6±0.24°C）无季节性差异。

2.5 生存分析

春季27只个体中8例死亡（7例为捕食）。已知命运模型显示，P_max与死亡率正相关，且雌性风险更高（生存率0.33 vs. 雄性0.75）。

3 结果

3.2 季节性热调节

雌性夏季体温选择高于雄性（33.4°C vs. 31.2°C），但春季热调节精度显著低于雄性（d_b差值p<0.05）。冬季两性均降低调节精度以应对高环境成本。

3.4 生存关联

高P_max个体生存率下降，可能与活跃行为增加捕食风险有关。热调节指标（E）与生存无直接关联，但反映了能量分配策略的性别差异。

4 讨论

研究首次将野外TPC与生存直接关联，挑战了"高性能必然增强适应"的范式。静态T_opt暗示维持热最适是核心生理需求，而繁殖期雌性更易因能量分配失衡导致生存下降。加速度计与温度校准的创新方法为生态生理学研究提供了新工具。未来需结合实验室TPC比较，以区分真实生理能力与生态情境的交互影响。

技术亮点

• 表面温度校准模型实现无创体温监测

• 铜管微环境模拟量化热栖息地质量

• 95%百分位加速度定义P_max避免静止期干扰

• 已知命运模型捕捉季节性死亡率波动

生态启示

研究揭示了外温动物在气候变化下面临的生存悖论：维持高热性能可能以增加死亡风险为代价，这对保护生物学具有重要启示。