洞穴中的位置与行为性体温调节共同影响穴居变温动物的热不稳定性

《Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology》：Position Within the Burrow and Behavioral Thermoregulation Jointly Shape Thermal Lability in a Fossorial Ectotherm

　　

摘要

掘穴是变温动物中一种广泛存在的体温调节策略，然而掘穴缓冲生物免受极端温度影响的空间和时间尺度仍未得到充分量化。我们将穴居陆龟（Gopherus polyphemus）洞穴中异常冬季寒潮和人为野火期间的高分辨率温度测量数据，与自由活动陆龟的多年来甲壳温度数据相结合，以表征地下避难所如何调节极端寒冷和热暴露。利用贝叶斯广义可加模型，我们重构了洞穴内部的连续温度场，并量化了热变异性沿洞穴轴向距洞穴入口距离的衰减情况。在寒潮期间，热波动沿洞穴逐渐降低，半衰减距离（即热变异性相较于洞穴外值降低50%的距离）约为174 cm，e折叠距离（即热变异性降低至洞穴外值约37%的距离）约为251 cm，表明持续的寒冷强迫可深入渗透至洞穴内部。相比之下，与野火相关的加热迅速衰减，半衰减距离和e折叠距离分别约为69 cm和100 cm，表明大部分热稳定化在洞穴的第一米内即可实现。多年来甲壳温度数据显示了强烈的季节性结构，不仅体现在平均温度上，还体现在日热振幅和温度变化速率上，表明陆龟通过对洞穴的行为性利用来调节热暴露和热不稳定性。综合而言，这些结果表明，洞穴充当着动态的热滤波器，其缓冲能力取决于洞穴内的位置和干扰的类型及持续时间，为动物营造的避难所如何在气候变化和干扰变异性日益加剧的环境中塑造变温动物热生态学提供了定量见解。

总结

• 贝叶斯广义可加模型重构了穴居陆龟洞穴内时间与距离的温度场。

• 寒冷强迫可沿洞穴深入渗透（半衰减距离约174 cm；e折叠距离约251 cm）。

• 野火加热迅速衰减（半衰减距离约69 cm；大部分缓冲在1 m内完成）。

• 洞穴缓冲存在距离阈值和递减效益区域。

• 多年甲壳温度数据显示热均值、振幅和不稳定性存在季节性变化。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者合理索取。