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代谢率进化新解:系统发育保守性与环境压力共同塑造蚂蚁能量代谢特征
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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来自澳大利亚的研究人员通过对114种蚂蚁的系统研究,揭示了代谢率(MR)不仅受体型制约,更受系统发育保守性和环境压力共同影响。研究发现:1) 质量无关代谢率(MIMR)具有显著的系统发育保守性,Myrmecia属蚂蚁代谢率高达其他物种3-10倍;2) 温暖干旱环境促进代谢率提升;3) 低磷土壤中小型蚂蚁呼吸速率异常升高;4) 干旱环境下大型蚂蚁更易出现间断性气体交换(DGC)。该研究为代谢理论的争议提供了重要实证,揭示了昆虫应对气候变暖的生理适应机制。
令人惊讶的是,当剥离体型因素后,代谢率(MR)依然展现出强烈的家族印记——大名鼎鼎的斗牛犬蚁(Myrmecia)凭借超大复眼(可能关联认知复杂度),代谢水平竟达近亲物种的3-10倍!环境压力同样不容小觑:在炙热干旱的领地,蚂蚁们普遍开启了代谢加速模式;而贫磷土壤中,小家伙们不得不突破体型限制疯狂呼吸,完美印证了生态化学计量学理论。
更妙的是,干旱环境中的大块头蚂蚁们掌握着独门绝技:通过间断性气体交换(DGC)这个"呼吸暂停"策略锁住水分。这种智慧型代谢调控揭示了一个深刻真理:代谢率进化不仅是物理法则的奴隶,更是生物应对环境挑战的能量博弈。随着全球持续变干变热,理解这些代谢适应机制将成为预测物种存亡的关键密钥。
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