冷适应食虫蝙蝠的耐热极限与体温调节策略:气候变化下的生存挑战

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Oecologia 2.4

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  本研究针对全球气候变化背景下小型恒温动物的耐热性问题,以温带生态系统的杰氏长耳蝠(Nyctophilus geoffroyi)为模型,通过温度遥测和呼吸代谢技术揭示了其耐热极限存在性别差异(雌性44℃/雄性42℃)和水分利用策略分化(雌性蒸发冷却启动温度37.7℃显著高于雄性的33.1℃),为理解气候变暖对冷适应物种的亚致死效应提供了关键生理学证据。

  

随着全球气温持续攀升,小型恒温动物正面临前所未有的热应激挑战。对于冷适应物种而言,这种威胁尤为严峻——它们演化出的低温适应特征,反而可能成为应对高温的致命弱点。澳大利亚新英格兰大学的研究团队选择杰氏长耳蝠这一分布广泛但热生理研究匮乏的物种,在《Oecologia》发表的研究揭示了温带种群独特的生存策略。

这项研究始于一个生态悖论:当沙漠物种已发展出极端耐热能力(如安哥拉犬吻蝠可耐受60℃的栖息温度)时,温带物种却可能在远低于体温的环境温度(Ta)下就出现热应激。研究团队通过皮下温度传感器(Tsub)遥测和全动物呼吸代谢测量(waRMR/waEWL),首次量化了这种冷适应蝙蝠的热耐受边界。

关键技术包括:1) 温度遥测追踪野外个体的皮肤温度(Tskin)动态;2) 阶梯式升温呼吸代谢实验测定耐热极限;3) 蒸发冷却效率计算(EHL/MHP比值)。样本来自澳大利亚新南威尔士州海拔1000-1300m的温带森林,包含23只非繁殖期成体(10雄13雌)。

【Tskin measurements】
野外监测显示个体频繁使用日蛰伏(单次最长28.8小时),且70%觉醒过程包含被动升温。树皮栖息的个体记录到最高巢温(Troost)35.4℃,接近该物种的生理临界点。

【Respirometry】
呼吸代谢数据揭示显著性别差异:雌性耐受极限比雄性高2℃(44℃ vs 42℃),且延迟蒸发冷却启动温度达37.7℃(雄性33.1℃)。当Ta>34.5℃时,雌性能量消耗增速(10mW/℃)快于雄性(7mW/℃),但最大冷却能力更强(EHL/MHP比值1.76 vs 1.15)。

讨论部分指出三个关键发现:1) 温带种群耐热性显著低于干旱区同种(相差4-6℃),反映气候适应的地理变异;2) 雌性通过更高的水分利用效率支持繁殖需求,这种性别二态性在多个蝙蝠物种中保守存在;3) 当前夏季温度尚未造成致命威胁,但能量消耗增加导致的渐进性体重下降可能成为主要亚致死效应。

该研究首次建立温带蝙蝠的热耐受基线数据,预警气候变化可能通过非致命途径(如繁殖能量分配改变)影响种群动态。作者Ruvinda K.de Mel强调,保护策略需特别关注雌性个体——它们既是种群延续的关键,又因集群栖息的微气候放大效应而面临更大风险。这些发现为预测物种分布区变化提供了关键生理参数,也为评估气候脆弱性树立了新的研究范式。

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