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新闻稿

气候难题:研究发现蚂蚁在气温上升时不会改变行为

许多蚂蚁聚集在一个装有不同种类食物的塑料盘子上。盘子放在地上,周围是树叶。
图片来源:Sara Prado。

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埃尔莎Youngsteadt
米歇尔·朱厄尔

北卡罗莱纳州立大学的研究人员发现,蚂蚁不会根据变暖的温度调整自己的行为,即使有最佳的微栖息地,它们也会坚持住在次优微栖息地。这一发现表明,蚂蚁可能无法调整自己的行为来应对变暖的生态系统。

蚂蚁是变温动物——它们的体温取决于环境。虽然这些动物在日常生活中经历了一系列的温度,但大多数变温动物更喜欢比所谓的最佳功能温度略低的栖息地,在这种温度下,变温动物能够最好地执行所有的生命功能。如果它遇到的环境温度高于最佳温度点,变温动物就有接近其生理光谱的致命极限的风险。换句话说,如果温度太高,变温动物就会死亡。

然而,很少有人知道昆虫变温动物如何或是否会调整它们的行为来避免更温暖但亚致死的温度范围——在这个温度范围内,功能在生理上是可能的,但不是最优的——由于全球气候变化,这种可能性越来越大。

为了更多地了解昆虫物种如何应对这些温暖的、亚致命的温度,北卡罗来纳州的研究人员研究了北卡罗来纳州常见的五种蚂蚁。研究人员统计和收集了森林生态系统中的蚂蚁,并测量了收集地点的空气温度,以确定可用的微生境的分布。研究人员还使用了一种独特的蚂蚁温度计来测量蚂蚁本身的温度(根据蚂蚁的颜色和身体大小而变化)。最后,为了确定每个物种的首选温度,研究人员为实验室收集了一些蚂蚁,并将它们放在一个有控制温度梯度的矩形室中。

研究人员发现,实验室里的蚂蚁确实有明显的热偏好,但野外的蚂蚁在它们喜欢的气候中活跃的频率只是比预期的偶然频率略高。相反,大多数物种都是在比理想的温度更高的地方收集的,这表明它们缺乏意识或在适应不断升高的温度方面有一定的限制。

“有趣的是,我们观察到工蚁在觅食时愿意把自己置于不舒服的环境中,”他说萨拉·普拉多他是一名兼职教授,也是这项研究的合著者。“我想知道这些食物是否‘有利可图’,足以让蚂蚁扩大自己的舒适水平,或者它们只是愿意为了蚁群而牺牲自己的福祉。”

“更温暖的时间和地方会让蚂蚁更温暖,它们不会调整自己的活动来匹配它们喜欢的条件,”他说埃尔莎Youngsteadt他是一名北卡罗来纳州立大学应用生态学他是这项研究的合著者。“就目前而言,这可能是一种对他们来说很好的权衡。但如果你想想脚下蚂蚁的巨大生物量,它们的代谢率都在随着气候变化而上升。即使不会直接杀死它们,这种加速的新陈代谢对它们的生命周期甚至整个森林生态系统意味着什么?”

扬斯特德计划用城市蚂蚁进一步研究这个问题,这些蚂蚁实际上生活在未来气候变化相对温暖的城市中。

这张纸。”行为和生理能减轻变温对变温动物的影响吗?在城市蚂蚁中进行的测试,已在《动物生态学杂志.这篇论文是由北卡罗来纳州立大学的米歇尔·基什内尔和康奈尔大学的克尔斯滕·凯莱赫共同撰写的。这项工作得到了美国农业部国家食品和农业研究所、哈奇项目#1018689到扬斯特德以及北卡罗来纳州立大学的支持。

朱厄尔-

编辑注意事项:研究摘要如下。

“行为和生理能减轻变温动物的变暖影响吗?”在城市蚂蚁中进行的测试

作者:艾尔莎,尤格斯特德,萨拉·普拉多,基什内尔,米歇尔·基什内尔,北卡罗来纳州立大学:柯尔斯滕·凯莱赫,康奈尔大学

发表: 1月16日动物生态学杂志

DOI: 10.1111 / 1365 - 2656.13860

文摘:

1.预计全球气候变化将对物种的多样性和分布产生普遍影响,特别是体温取决于环境温度的变温动物。然而,这些影响仍然难以预测,部分原因是变温动物可能会适应或适应新环境,或者可能会使用行为温度调节来减少它们暴露在紧张的小气候中。
2.在这里,我们研究了在温带森林栖息地受城市变暖影响的五种蚂蚁的生理和行为变化,以减轻环境变暖对它们的影响。
3.我们在美国北卡罗来纳州的8个城市和8个非城市森林地点工作;这些地区的夏季平均气温在1.1°C之间。在每个站点,我们记录了物种特定的小气候(蚂蚁操作温度,Te)和蚂蚁在一天三次的14个诱饵站样带上的活动。在实验室中,我们测量了每个焦点物种的热耐受上限(CTmax)和热偏好(Tpref)。然后,我们询问在更热的地方,蚂蚁的热特征是否会发生变化,以及蚂蚁是否会避免野外非首选的小气候。
4.CTmax和Tpref在较暖地区没有增加,表明这些种群不适应或不适应城市变暖。与行为体温调节一致,5个物种中有4个不太可能占据Te离开Tpref的诱饵。明显的温度调节来自于固定的昼夜活动模式,这有助于蚂蚁避免最不合适的温度,但并不能弥补每日或空间温度的变化:更热的地方有更热的蚂蚁。
5.本研究采用一种新的方法来检测觅食昆虫的行为温度调节和亚致死变暖。这些结果表明,适应和行为可能无法保护普通温带森林蚂蚁免受气候变暖的影响,并强调了评估慢性、亚致命变暖对小型变温动物的影响的必要性。