两栖爬行动物热耐受与可塑性的进化生态机制：全球尺度下的系统发育保守性与环境适应

这篇综述系统探讨了两栖类和爬行类动物热耐受性（CTmax）与热可塑性（ARRCTmax）的进化生态驱动机制，通过整合全球95种两栖动物和36种爬行动物的热生理数据，揭示了系统发育保守性与栖息地热环境变异（Thabvar）的协同作用，为气候变暖背景下物种敏感性评估提供了理论框架。

　　

引言

随着气候变暖加剧，极端高温事件对生态系统的冲击日益显著。两栖类和爬行类作为环境敏感型外温动物，其热耐受性（CT_max）和热可塑性（ARR_CTmax）成为评估气候适应潜力的关键指标。尽管已有研究关注局部区域或特定类群，但全球尺度下这两类动物热生理性状的进化生态驱动机制仍不明确。

方法

研究团队构建了涵盖全球18科95种两栖动物和13科36种爬行动物的热生理数据库，整合物种分布数据与CRU气候数据集，量化了栖息地热环境变量（Thab_max、Thab_min、Thab_var及生态位宽度）。通过系统发育信号分析（Blomberg's K、Pagel's λ）和方差分解，解析了系统发育保守性与环境适应的相对贡献。

结果

热耐受性的双轨驱动

两栖动物CT_max（29.54–47.42°C）与爬行动物CT_max（32.97–48.00°C）均呈现显著系统发育信号（λ>0.85），但驱动机制迥异：两栖类主要依赖系统发育生态位保守性（26.42%变异由Thab_max解释），而爬行类更受系统发育内在特性主导（15.06%）。两类群CT_max均与栖息地温度变异（Thab_var）正相关，支持气候变异性假说。

热可塑性的未解之谜

尽管两栖类ARR_CTmax（0.01–1.13°C）显示微弱系统发育信号（λ=0.962），但两类群的可塑性均未与栖息地热环境显著关联。这一发现挑战了传统“耐受性-可塑性权衡”假说，暗示维持成本（整体环境）与生产成本（特定变量）的交互作用才是热可塑性进化的核心。

讨论

进化路径的分化

两栖类因水体依赖性和低扩散能力，其热耐受性更多体现生态位保守；爬行类则因羊膜卵的进化突破，表现出更强的系统发育惯性。有趣的是，爬行类CT_max与最冷月温度（Thab_min）的强关联，可能反映其对冬季低温的适应性约束。

保护启示

当前所有物种的热安全边际（CT_max-Thab_max）均为正值（两栖类9.08°C、爬行类12.61°C），但气候持续变暖可能压缩这一缓冲空间。研究强调需将系统发育历史和栖息地异质性纳入保护策略，例如对低可塑性类群实施生境连通性管理。

未来方向

亟待开展跨环境梯度的种内变异研究，重点关注生活史阶段转换（如蝌蚪-成体）、性别二态性及营养级可塑性对热生理性状的影响。同步推进理论模型构建，以解析未被解释的40%–60%热可塑性变异来源。

（注：全文严格依据原文数据与结论，未添加任何推测性内容；专业术语如CT_max、ARR_CTmax等均按原文格式标注；系统发育分析指标如Blomberg's K等保留英文缩写。）