热浪中的生存智慧:澳洲食虫蝙蝠的体温调节策略多样性研究

《Scientific Reports》:Thermoregulatory strategies in the heat varies among Australian insectivorous bats

【字体: 时间:2026年02月17日 来源:Scientific Reports 3.9

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  面对全球变暖威胁,针对蝙蝠高温下体温调节的种间与种内变异研究甚少。研究人员以澳洲半干旱生态系统中的五种蝙蝠(C. gouldii, V. vulturnus, N. geoffroyi, N. corbeni, O. petersi)为对象,利用流式呼吸计实验发现:无论种间还是种内,栖息于更温暖、温度缓冲能力差的栖所(如树皮)的个体,表现出更高的耐热极限和更强的蒸发冷却能力。该发现有助于优先保护受气候变暖威胁最大的生态系统。

  
随着全球气候变暖趋势加剧,地球生物正面临着前所未有的热胁迫挑战。对于恒温动物而言,维持体温稳定是生存的基石;而对于大多数小型哺乳动物,尤其是蝙蝠这类在演化上十分独特的类群,高温环境更是严峻的考验。它们昼伏夜出,白天通常在栖所中休憩。然而,并非所有栖所都提供舒适的“空调房”——有的栖所如密林树洞,温度相对稳定凉爽;而有的栖所如裸露的树皮下,则直接暴露在烈日炙烤之下,温度波动剧烈。一个亟待解答的科学问题是:面对日益频繁的极端高温天气,这些生活在不同“热环境”中的蝙蝠,是否进化出了不同的“抗热”策略?这些策略的差异又如何影响它们对气候变化的适应能力?此前,来自欧洲和非洲的研究提供了一些线索,暗示居住在较温暖栖所的蝙蝠个体可能比那些住在较凉爽栖所的同类更能耐受高温。但由于缺乏更广泛的、可比较的数据,这种模式是否具有普适性仍是个谜。为了填补这一知识空白,并为保护那些最易受全球变暖冲击的生态系统提供科学依据,研究人员将目光投向了澳洲半干旱生态系统中的食虫蝙蝠群体。
研究人员开展了一项针对多种蝙蝠的体温调节能力研究。他们使用了流式呼吸计(Flow-through respirometry)这一关键技术方法,在实验条件下精确测量蝙蝠在不同空气温度下的代谢率与蒸发失水情况,以此来评估其耐热极限和蒸发冷却能力。研究对象包括了来自五种蝙蝠物种(Chalinolobus gouldii, Vespadelus vulturnus, Nyctophilus geoffroyi, N. corbeni, 以及 Ozimops petersi)的雄性个体,以进行种间比较。同时,为了探究种内差异,他们又对 C. gouldii、 V. vulturnus 和 N. geoffroyi 这三个物种的个体进行了更深入的分析。研究假设认为,栖息于较凉爽栖所(如树洞)的蝙蝠,会比栖息于较温暖栖所(如树皮)的蝙蝠,在更低的空气温度下就启动蒸发冷却机制。此外,由于繁殖季节雌性往往选择更温暖的栖所,研究人员预测雌性个体可能拥有更高的耐热极限,但同时出于保水需求,它们在使用蒸发冷却时会比雄性更保守。
种间比较:雄性个体的耐热性与蒸发冷却能力
研究结果清晰地显示,在不同物种的雄性蝙蝠之间,耐热极限和蒸发冷却能力存在显著差异。这种差异与它们各自偏好的栖所热环境密切相关。具体而言,那些通常选择更温暖、温度缓冲能力更差(如树皮)的栖所的物种,其个体普遍表现出更高的耐热极限和更强的主动蒸发冷却能力。反之,偏好相对凉爽、稳定的树洞栖所的物种,其个体的耐热性相对较低。
种内比较:雌雄两性及不同栖所偏好个体的差异
在 C. gouldii、 V. vulturnus 和 N. geoffroyi 这三个物种的内部比较中,研究进一步验证了栖所热环境的关键影响。综合来看,无论在哪一个物种内,那些来自或偏好更温暖栖所的个体(包括繁殖季节选择温暖栖所的雌性),其耐热极限和蒸发冷却能力均强于那些来自较凉爽栖所的同类。这一发现强有力地支持了研究最初的假设。
总结与讨论部分,本研究揭示了蝙蝠体温调节策略的一个重要规律:无论是跨越物种界限,还是在一个物种内部,对更温暖、热缓冲能力更弱栖所的利用,都与更高的耐热极限和更强的蒸发冷却能力呈正相关。这意味着,蝙蝠的生理耐受性并非固定不变,而是与其所处的微环境紧密相连,表现出了可塑性。这一结论扩展了我们对哺乳动物,特别是蝙蝠类群,如何应对高温胁迫的理解。其重要意义在于,它为预测和管理全球变暖对生物多样性的影响提供了更精细的生理学依据。在制定保护策略时,决策者可以重点关注那些栖息在已经非常温暖、且未来温度会进一步升高的环境中的蝙蝠种群,因为它们可能已经处于其生理耐受的边缘。相反,那些目前栖息在凉爽环境中的种群,未来可能面临更大的气候适应压力。理解这种种内与种间的生理变异,能够帮助我们更精准地识别脆弱种群,从而在受全球变暖威胁最大的生态系统中,做出更明智、更有效的保护决策。
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