温度与内源节律协同调控外来蚯蚓Amynthas tokioensis茧孵化的年度周期机制

本研究针对北美入侵物种Amynthas tokioensis蚯蚓的茧孵化机制展开探索，通过实验室控温实验与四年野外监测，首次揭示其孵化受10°C窄温窗和内生年节律双重调控，73%孵化成功率发生在春季10°C环境，高温（≥35°C）导致胚胎死亡。该发现为预测入侵种群动态提供了关键生态阈值，对土壤生物钟研究与入侵物种管理具有双重意义。

　　

在北美森林的土壤中，一群来自东亚的"跳虫"正悄然改变着生态系统格局——这就是Megascolecidae科的Amynthas tokioensis蚯蚓。作为典型的入侵物种，它们通过难以检测的茧（oothecae）实现跨大陆传播，但其孵化机制长期成谜。更令人困惑的是，尽管实验室条件下胚胎能在5-15°C发育成熟，但野外观察显示孵化仅集中在春季10°C窗口期，暗示存在超越温度调控的内在生物钟机制。这一科学问题直接关系到预测其扩散速度与生态影响。

为解开这个谜团，研究人员设计了两步验证方案。实验室阶段通过九个月梯度控温（5-40°C）追踪1200枚茧的发育命运，发现73%孵化峰值出现在10°C，而≥35°C导致胚胎快速死亡。更关键的是，即使胚胎提前发育就绪，孵化仍会延迟六个月直至春季，这强烈提示内生年节律(circannual rhythm)的调控作用。野外阶段则通过2014-2017年佛蒙特州土壤温度连续监测与双周种群普查，证实孵化严格限定在4-5月10°C窗口期，后期即使温度回落到适宜范围也不再发生孵化。

Cocoon collection and identification
在加拿大新不伦瑞克省人为改造的Podzol土壤中采集1200枚茧，通过显微形态学确认发育阶段。

Embryonic viability
Kruskal-Wallis检验显示温度对胚胎存活具有极显著影响（p<0.001），20-25°C引发发育停滞，30°C以上死亡率陡增，证明其热敏感性进化适应。

Effect of temperature
非线性温度响应曲线揭示10°C为最佳孵化阈值，20-25°C的发育停滞可能是应对短期热胁迫的节能策略，而≥35°C的快速死亡划定了其潜在分布北界。

这项研究首次证实Amynthas tokioensis采用"温度-生物钟"双保险策略：窄温窗确保孵化环境安全，内生年节律规避冬季风险并最大化繁殖窗口。这种精密调控使其在温带气候中形成"茧库（cocoon bank）"缓冲机制，解释为何该低繁殖力（K选择策略）物种能成功入侵。研究不仅为土壤无脊椎生物钟研究建立新模型，更关键的是指出10°C等温线可能成为预测其北扩的生态指标。未来需解析circannual rhythm的分子基础及其与气候变化互作，这对制定基于温度调控的入侵防控策略具有重要指导价值。