沙特阿拉伯红海北部主要绿海龟产卵场孵化成功率低

《Journal of Experimental Marine Biology and Ecology》:Low hatching success at major green turtle rookeries in northern Saudi Arabian Red Sea

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月20日 来源:Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 2.1

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   摘要海龟面临众多人为压力,气温上升通过影响性别比例和幼龟存活率对种群稳定性构成威胁。在本研究中,我们考察了红海北部沿岸 55 窝绿海龟(Chelonia mydas)巢穴的孵化温度和孵化成功率,该地区以干旱条件、高温和植被稀疏为特征。使用 2019 年至 2024 年间部署的

  

摘要

海龟面临众多人为压力,气温上升通过影响性别比例和幼龟存活率对种群稳定性构成威胁。在本研究中,我们考察了红海北部沿岸 55 窝绿海龟(Chelonia mydas)巢穴的孵化温度和孵化成功率,该地区以干旱条件、高温和植被稀疏为特征。使用 2019 年至 2024 年间部署的温度记录器,我们监测了孵化条件并评估了它们与孵化成功率的关系。所有地点和年份的平均孵化成功率一直较低(平均值 = 42.3%;标准误 = 3.5),但鉴于较高的孵化温度(平均值 = 32.2 °C,标准误 = 0.2),仍保持在预期范围内,许多窝卵数经历了超过常用胚胎死亡率增加上限热阈值(33–35 °C)的温度。所有地点的成对相关分析表明孵化成功率与温度指标之间没有显著关系。然而,将范围限制在拉斯巴里迪并应用广义线性混合模型后,在考虑年际变化后,平均孵化温度与孵化成功率之间存在显著负相关。尽管存在这种关系,但在一些经历较高温度的巢穴中,孵化成功率仍保持中等至较高,这表明胚胎可能表现出一定程度的热耐受性,可能反映本地适应或表型可塑性,而巢穴微环境的变异也可能有助于孵化成功率。我们的研究结果为红海北部产卵海滩的热特性提供了见解,并强调了需要进一步研究气候变化和其他环境压力因素对该地区海龟种群的联合影响。

引言

气候变化正在影响全球生态系统和物种(Root and Schneider, 2002; Walther et al., 2002),对表现出温度依赖性性别决定(TSD)的物种产生直接影响(Hamann et al., 2013)。例如,海龟表现出 1a 型 TSD,较高温度产生更多雌性,较低温度产生更多雄性(Mrosovsky, 1994)。产生性别比例平衡的孵化温度,称为关键温度(PT),估计海龟约为 29–31 °C,在不同物种和地理位置之间存在轻微差异(Godfrey and Mrosovsky, 2006; King et al., 2013; Mrosovsky and Pieau, 1991; Wen et al., 2025; Wibbels, 2003)。性别决定发生在胚胎发育的中间三分之一阶段,这也对应于因代谢加热导致的巢穴温度升高(Broderick et al., 2001)。代谢产热随胚胎发育而增加,并在孵化的最后一周达到最大值。在孵化过程中,这部分额外热量可使巢穴温度比周围沙温高出 0.1–2.9 °C,这可能会加剧已经经历极端热条件的窝卵数的孵化条件(Broderick et al., 2001; Milton et al., 1997)。结果,窝卵数可能被推至 PT 之外,甚至超过上限致死阈值(Howard et al., 2014)。长时间暴露在接近或超过此上限的温度下可能导致形态异常和胚胎死亡率增加(Hawkes et al., 2007; Hays et al., 2003; Lalo? et al., 2017; Packard et al., 1977),暴露持续时间至少与温度升高的幅度一样重要(Valverde et al., 2010)。
全球气温上升对世界各地的海龟构成威胁,但对于历史上在极端热制度下持续存在的产卵地来说,风险尤为严峻,那里的巢穴温度已接近上限耐受极限,可能会经历巢穴成功率的显著下降(Valverde et al., 2010)。孵化温度不仅影响性别决定和孵化成功率,还影响生长速率(Gillooly et al., 2001)、孵化持续时间(Mrosovsky and Yntema, 1980)、幼龟形态(Du and Ji, 2003)、适应度(Booth et al., 2004)以及生理和行为特征(Kobayashi et al., 2018; Sibly and Atkinson, 1994)。在气候变化相关的持续变暖下,已经热压力巨大的产卵地的条件可能会超过筑巢海龟的适应能力。
红海是一个半封闭盆地,其特征是温度持续较高(Cantin et al., 2010),与相邻海洋盆地的交换受限(Buist, 1854),且海洋环境条件具有强烈的纬度梯度(Murray and Johns, 1997; Sofianos and Johns, 2003; Carvalho et al., 2019; Berumen et al., 2019)。尽管环境极端,红海仍支持高生物多样性和特有性(Dibattista et al., 2016; Stehli and Wells, 1971),但相比之下研究不足(Al Ameri et al., 2022; Berumen et al., 2013; Cochran et al., 2024)。红海滩的热条件高于全球大多数海龟种群所经历的条件(Tanabe et al., 2020),使该地区成为评估胚胎热耐受性的天然实验室。七种海龟中有五种出现在该盆地(Al Ameri et al., 2022; Frazier and Salas, 1984; Mancini et al., 2015),但只有绿海龟(Chelonia mydas)和玳瑁(Eretmochelys imbricata)已知定期沿红海海岸筑巢(Miller, 1989; Shimada et al., 2021b)。北部盆地的绿海龟产卵地高峰期在八月左右(Miller, 1989; Shimada et al., 2021b)。
在本研究中,我们监测了沙特阿拉伯绿海龟产卵地的巢穴温度和孵化成功率,以更好地了解影响繁殖结果和该地区该物种长期生存的因素。具体而言,我们的目标是(1)量化北部红海主要产卵地绿海龟的孵化成功率,以及(2)检查巢穴热环境与孵化成功率之间的关系。我们假设经历长时间暴露在超过 33 °C 温度下的巢穴会表现出较低的孵化成功率。通过识别最强烈影响胚胎生存的环境条件,这项研究为区域保护规划提供了宝贵的基线数据。了解红海龟种群的热极限对于制定适应性管理策略至关重要,如栖息地保护、遮阴干预、巢穴迁移和受控孵化场项目,以在预测的气候变暖下提高繁殖成功率。

章节摘要

研究地点

野外工作在红海北部三个绿海龟产卵地进行(图 1)。抽样工作集中在拉斯巴里迪,这是沙特阿拉伯最大的绿海龟产卵地,估计每年约有 250 只雌性筑巢(Pilcher and Al-Merghani, 2000; Shimada et al., 2021b)。该地点位于延布市以北约 50 公里处,且靠近当地一家水泥厂。水泥窑的粉尘排放已被认为是海龟幼龟的隐患

结果

2019 年至 2024 年间,在红海北部两个地点监测了 55 窝绿海龟,包括拉斯巴里迪(n = 46)和瓦吉潟湖(n = 9)。平均每窝产蛋数为 80.07 枚(标准误 = 3.01),巢室深度范围为 40 至 110 厘米,平均深度为 77.2 厘米(标准误 = 2.8)。未孵化的蛋中,被归类为早期和晚期胚胎死亡的代表,平均分别占窝卵数的 18.5%(范围:0–92.6%)和 14.2%(范围:0–91.1%)。平均孵化温度

讨论

红海北部绿海龟产卵地的孵化温度经常超过既定的上限热阈值,导致孵化成功率下降。在所有年份中,受监测产卵地的平均孵化成功率为 42.27%,低于该物种全球平均约 70–80%(Maneja et al., 2023)。与全球绿海龟产卵地的比较将这种低孵化成功率置于更广泛的热环境中(表 2)。平均孵化温度在或内的地点

在手稿准备过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明

在本工作的准备过程中,作者使用 Claude(Anthropic)协助数据分析和写作。作者根据需要审阅和编辑了输出内容,并对发表文章的内容承担全部责任。

CRediT 作者贡献声明

Lyndsey K. Tanabe: 写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿,可视化,方法论,调查,形式分析,数据管理,概念化。 Kirsty Scott: 写作 – 审阅与编辑,方法论,调查,数据管理,概念化。 Mohammed F. Khayat: 写作 – 审阅与编辑,方法论,调查,数据管理。 Royale S. Hardenstine: 写作 – 审阅与编辑,监督,调查,数据管理。 Jesse E.M. Cochran: 写作 – 审阅与

资金

资金支持由 阿卜杜拉国王科技大学 提供给 M. L. Berumen 教授和 C. M. Duarte 教授(基线研究资金)。信标开发公司(现名为 KAUST Beacon Development)支持并协助了 2019 年和 2021 年的记录器部署。2021 年进行的野外工作也部分由 红海全球(RSG) 资助。

利益冲突声明

作者声明以下财务利益/个人关系,可能被视为潜在的利益冲突:Hector Barrios-Garrido 报告获得了信标开发公司的资金支持。Hector Barrios-Garrido 报告获得了红海全球(RSG)的资金支持。Royale Hardenstine 报告获得了红海全球(RSG)的资金支持。如果有其他作者,他们声明他们没有已知的竞争性财务利益或

致谢

我们感谢 2019 年至 2024 年间为巢穴监测和数据收集做出贡献的所有野外助手。特别是,我们感谢 Areen Nasif, Kaitlyn O'Toole, Alexandar Kattan, Sophia Rosinski, Abdulrazaq Alatawi, Ali Algohane, 和 Mohammed Alsheikh。
Lyndsey K. Tanabe|Kirsty Scott|Mohammed F. Khayat|Royale S. Hardenstine|Jesse E.M. Cochran|Hector Barrios-Garrido|Takahiro Shimada|Carlos M. Duarte|Michael L. Berumen
海洋科学项目,生物与环境科学与工程学部,阿卜杜拉国王科技大学,沙特阿拉伯图瓦尔 23955
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