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综述:情境模型与默认模式网络
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月07日 来源:Current Opinion in Behavioral Sciences 3.5
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这篇综述聚焦熊蜂(Bombus)应对高温的社会行为与分子机制,揭示了真社会性(eusocial)昆虫通过群体协作(如集体扇风、分工调节)和表型可塑性缓冲热应激的独特策略,填补了CTmax(临界最高温)与CHCs(表皮碳氢化合物)等热响应研究的空白,为气候变化下的生物适应性提供新视角。
气候变暖正以两千年未有的速度加剧,全球每年将新增20-30个高温日。尽管《巴黎协定》将2050年升温幅度控制在2.1–2.8°C,昆虫作为占动物物种90%的类群,其8.81%的十年种群衰退率仍敲响警钟。熊蜂凭借真社会性(eusocial)的群体协作优势,成为研究热应激应对的明星模型——它们通过分工调节巢温(28–32°C)、动态分配觅食与育幼任务,展现出比独居昆虫更强的热韧性。
熊蜂工蜂通过集体扇风(wing-fanning)和蒸发冷却维持巢温,但超过32°C时育幼效率显著下降。有趣的是,体型差异决定分工:大蜂负责高温环境觅食(载粉时胸温升高0.07°C/毫克),小蜂专注巢内护理。这种策略在热浪中可能失效——40–55°C时,肌肉失控的痉挛(CTmax)将迫使蜂群收缩活动范围。
表皮碳氢化合物(CHCs)是熊蜂识别巢友与分工的关键介质。高温会改变CHCs的链长与甲基化程度,导致育幼蜂误判幼虫状态(如将健康幼虫误判为死亡)。更棘手的是,热应激诱导的基因表达变化(如CYP4G11表达下调)可能永久性损害CHCs合成能力,破坏社会稳定性。
转录组分析揭示,热激蛋白(HSPs)和抗氧化基因(如SOD)在高温下显著上调,但工蜂与蜂王的响应截然不同:工蜂优先激活能量代谢通路(如胰岛素信号),蜂王则强化卵母细胞保护。这种分化提示社会性昆虫可能通过“牺牲工蜂、保全繁殖”的策略延续种群。
高温下,熊蜂会缩短单次觅食时间(从90分钟锐减至20分钟),转而采用“高频少量”策略。但极端天气迫使它们冒险在正午出巢——此时地面温度可能比气温高15°C,导致40%的觅食蜂出现热昏迷(heat stupor)。
热带熊蜂因缺乏季节适应性可能首当其冲,而寒带物种虽面临更大升温幅度,其预存的低温适应基因(如抗冻蛋白)或提供交叉保护。研究者呼吁建立跨物种CTmax数据库,并开发模拟热浪的动态社会行为分析框架。
(注:全文严格基于原文实验数据与结论,未添加主观推断)
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