全球气候变暖持续威胁生物多样性,物种脆弱性评估越来越依赖繁殖等生命史过程。繁殖连接个体适合度与种群动态,其跨纬度能量机制仍缺少严格验证。2026年9月7日,中国科学院动物研究所孙宝珺、马亮、乔慧捷和杜卫国团队在The Innovation期刊完成了题为《'Reproductive energetic window' determines reproduction under climate change: concept, latitude, and physiological mechanism》的研究,他们以高纬、中纬和低纬三种草蜥为对象,在半自然气候舱中模拟增温,并把能量收入与能量支出之差定义为生殖能量窗口,结合机理模型预测繁殖输出和栖息地适合度变化。
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高纬、中纬和低纬的雌性蜥蜴在增温斑块中经历了更高的活跃体温,这种体温升高也改变了它们的能量收支。高纬和中纬蜥蜴的繁殖输出在增温下得到增强,高纬个体的年繁殖频率和年卵数增加,中纬个体的年总卵重、繁殖频率和年卵数也增加,低纬个体的繁殖输出没有明显提升。生理测定显示,高纬和中纬雌性在增温下下调了静息代谢率,减少了能量支出,并且扩大了生殖能量窗口;低纬雌性在增温下代谢率上升,能量支出增加,生殖能量窗口反而缩小。
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机理模型把生理可塑性纳入以后,高纬蜥蜴的生殖能量窗口增加了17.24 kJ,足以在繁殖季多支持一窝卵,中纬蜥蜴增加了59.49 kJ,可以多支持两窝卵。低纬蜥蜴的生殖能量窗口减少了46.79 kJ,繁殖季少了两窝卵,残留能量也进一步下降。模型在没有可塑性时仅预测高纬能量窗口增加5.94 kJ,这不足以支持额外一窝,中纬能量窗口减少27.56 kJ,繁殖频率下降一次;这些结果与半自然气候舱观测的繁殖能量投入在趋势和量级上较为一致。
在当前分布范围内,仅考虑增温效应时,各纬度繁殖输出变化接近中性,高纬多数区域每年增加1到2枚卵,中纬部分区域每年减少1到2枚卵,低纬高纬边缘种群增加1到2枚卵而低纬区域减少2到3枚卵。把可塑性纳入后,高纬和中纬雌性每年增加1到8枚卵,低纬雌性每年减少3到6枚卵,并且下降幅度在更低纬度更强。繁殖输出驱动的栖息地适合度预测显示,高纬和中纬变化较小,中纬西北部约1.3%区域因繁殖输出接近零而失去适合性,低纬在当前分布区约有65%区域变得不适合,低纬种群面临更高的能量约束和灭绝风险。
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