果蝇性别特异性生殖阶段的热应激累积效应：揭示气候变化下繁殖脆弱性的关键窗口

为解析气候变化下极端高温对昆虫繁殖的阶段性影响，瑞士团队通过全因子实验设计，系统评估了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)不同性别生殖阶段（发育期、交配前成虫期、交配后）的热敏感性。研究发现雌性交配后精子储存阶段对热应激最敏感，短暂暴露即可显著降低繁殖产出，而发育期热暴露主要影响雄性。该研究为预测气候变暖下的种群动态提供了关键生殖生理学依据。

　　

随着全球气候变暖加剧，极端高温事件频发对变温动物构成严峻挑战。昆虫作为生态系统的关键组分，其繁殖能力的热敏感性直接关系到种群存续。然而，既往研究多聚焦单一生殖阶段或性别，忽略了生殖周期中不同阶段的异质性热响应。这一认知空白使得准确预测气候变化下的生物多样性变化面临巨大困难。

瑞士国家科学基金会(Swiss National Science Foundation)资助的研究团队在《Journal of Thermal Biology》发表的重要工作，首次系统揭示了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)性别特异性生殖阶段的热应激累积效应。研究人员采用全因子实验设计，通过对28个DGRP(Drosophila Genetic Reference Panel)近交系的跨阶段热暴露实验，构建了完整的生殖热敏感性图谱。

研究关键技术包括：1) 使用DGRP标准品系建立热应激反应规范；2) 三阶段（幼虫发育、成虫预交配、交配后）分性别热暴露处理；3) 广义线性混合模型(GLMM)分析繁殖参数；4) 精子储存效率的荧光标记追踪。

【研究结果】
交配成功率：
通过1717对交配实验的GLMM分析发现，雄性发育期、雌性发育期与雌性成虫期热暴露存在显著三向交互作用(χ²=5.578, df=1, p=0.018)，表明性别特异性发育可塑性会调节成虫期热应激反应。

繁殖产出：
交配后雌性热暴露导致繁殖产出下降43.7%，显著高于其他阶段(p<0.001)。精包(spermatophore)形成异常和储存精子活性降低是主要机制。

发育可塑性：
雄性发育期热暴露通过影响睾丸发育降低生育力，但该效应可被成虫期热适应部分补偿。

【结论与意义】
该研究突破性地揭示了生殖热敏感性的"关键窗口期"效应：1) 交配后雌性生殖道环境是热脆弱性的关键节点；2) 发育期热应激具有性别特异性编程效应；3) 多阶段热暴露存在非加性累积作用。这些发现为建立气候适应性预测模型提供了生理学基础，特别是指明了保护关键生殖阶段对维持生物多样性的重要性。研究获得瑞士政府卓越奖学金(2020.0147)和Claraz基金支持，数据已公开于Zenodo平台(DOI:10.5281/zenodo.15850347)。