行为可塑性对温度升高的快速适应：个体间与个体内反应的动态变化

研究人员针对温度波动对变温动物行为可塑性的影响开展研究，通过重复短期升温实验发现，等足类动物Armadillidium vulgare在首次温度刺激时表现出显著的大胆行为可塑性，但随着重复暴露，可塑性迅速下降。该研究揭示了行为可塑性在时间维度上的动态变化规律，为理解动物应对环境变化的适应机制提供了新视角。

　　

随着全球气候变化加剧，温度波动对变温动物（ectotherm）的生存压力日益凸显。这类动物依赖环境温度调节生理代谢，其行为可塑性（behavioural plasticity）成为应对环境变化的关键策略。然而，现有研究多关注持续温度变化下的可塑性响应，对短期、重复性温度波动的动态适应机制知之甚少。更值得注意的是，个体间可塑性差异是否具有时间稳定性这一核心问题，直接影响着我们对可塑性进化潜力的理解。

澳大利亚迪肯大学团队在《Animal Behaviour》发表的研究，以常见等足类动物Armadillidium vulgare（俗称鼠妇）为模型，创新性地采用"脉冲式"温度刺激方案：每周2天将环境温度提升5°C（16°C→21°C），持续6周实验周期，期间通过测量蜷缩解除延迟时间（conglobation latency）量化动物的大胆行为（boldness）。研究运用双层次广义线性模型（dhglm）和时变特异性模型，首次系统解析了可塑性在个体间（among-individual）与个体内（within-individual）两个层次的时间动态特征。

研究方法

研究采集200只野生个体，建立100个独立培养单元。采用"爆发式"采样设计（burst sampling），每周4天（含2天升温）、每天2次测量行为响应，共获取3903组数据点。通过随机回归模型量化反应规范（reaction norm, RN）斜率变化，使用brms包构建贝叶斯层次模型，分离个体水平（ID-level）与周际水平（ID*week-level）变异。创新性地引入残差个体内变异（rIIV）指标评估行为可预测性（predictability）。

结果

Mean-level responses

首次温度刺激引发最强烈的可塑性响应（RN斜率最大），但随后两周斜率显著下降42%。两周实验暂停后，第6周出现部分"去适应"现象（deacclimation），表现为参考温度下大胆行为回落。

Among-individual variation

个体间可塑性差异仅在前两周显著（week1方差=0.87，week2=0.99），第3周起消失。而参考温度下的行为均值则保持高重复性（R_intercepts=0.83）。

Within-individual flexibility

个体内周际可塑性变异显著（方差=0.31），但斜率相关性检测显示周间一致性弱（r_1,2=0.25）。可预测性（1/rIIV）的重复性为0.44，且与个体平均大胆度呈负相关（r=-0.33）。

讨论与意义

该研究首次揭示：1）行为可塑性呈现"快速启动-迅速衰减"的动态模式，符合贝叶斯信息更新理论（Bayesian updating）预测；2）个体差异仅存在于初始暴露阶段，暗示自然选择可能更青睐可塑性调节能力而非固定差异；3）温度波动环境下，动物通过保持个性（personality）稳定性（高R_intercepts）与可塑性灵活性（低R_slopes）实现双重适应。

这项研究为理解气候变暖下的动物行为适应提供了新范式：短期温度波动可能通过"代谢-行为"耦合通路（metabolism-behaviour linkage）驱动快速表型调整。方法论上发展的时变特异性模型，为今后研究可塑性动态提供了重要工具。作者Aidan M. Joynson等强调，未来研究需关注不可预测环境波动下的可进化潜力，这对预测物种气候适应能力至关重要。