限制Hyalomma marginatum在法国范围扩张的因素：来自种群迁移研究的启示

《Ticks and Tick-borne Diseases》：Limits to Hyalomma marginatum range expansion in France: lessons from population transplant

　　卡拉·朱波尼（Carla Giupponi）|弗雷德里克·斯塔丘尔斯基（Frédéric Stachurski）|托马斯·波莱特（Thomas Pollet）|尼古拉斯·塞贝（Nicolas Cebe）|马克西姆·杜阿永（Maxime Duhayon）|丹尼斯·皮科（Denis Picot）|让-吕克·拉梅斯（Jean-Luc Rames）|卡琳·胡贝尔（Karine Huber）|海伦·维尔海登（Hélène Verheyden）|海伦·乔丹-皮诺（Hélène Jourdan-Pineau）
法国蒙彼利埃国际农业研究合作发展中心（CIRAD），UMR ASTRE

摘要
Hyalomma marginatum 能够在多种环境中生存，从北非的地中海低地到东欧的大陆草原，并且最近已经在法国南部 divers 化的栖息地中定居。这种生态适应性引发了关于其在不同环境条件下完成生命周期能力的关键问题，以及其在法国的当前分布是否反映了生态限制。在这项研究中，我们通过种群迁移实验来研究 H. marginatum 的耐热性和发育表现。在受控条件下饲养的饱食雌性和若虫被释放到两个气候迥异的地点：庞皮尼昂（Gard），该地区该物种数量众多，具有地中海气候特征；以及加尔杜什（Haute-Garonne），该地区该物种尚未建立种群，气候为西南盆地型。在每个地点，个体被放置在两种不同的微生境中（开阔地带与森林地带），以评估当地和微气候条件对生命周期时间和存活率的影响。我们的结果表明，H. marginatum 能够在两个地点完成整个生命周期，且表现出的物候特征大致相似。相比之下，微生境对发育和存活率的影响更为显著，这表明其具有显著的表型可塑性，以适应当地环境条件。因此，在加尔杜什地区没有建立种群的现象不能仅用气候限制来解释，可能还涉及到扩散限制、引入时间的不当或湿度、植被结构等其他环境因素。我们的发现表明，H. marginatum 有潜力在未来几年进一步扩展其在法国的分布范围。

1. 引言
持续的全球变化影响着物种的分布，可能导致物种分布范围的变化、中断或收缩，或者增加生物入侵的发生（Parmesan, 1996; Rubenstein et al., 2023）。物种分布范围的变化和生物入侵可以被视为物种分布变化的一个谱系。实际上，许多关于生物入侵的定义（如“物种在其原产地范围之外的成功建立和扩散”（Facon et al., 2006）也适用于物种分布范围的变化。然而，在大多数情况下，生物入侵意味着新入侵区域与原产地相距较远，例如跨大陆或岛屿入侵。生物入侵可能是由多种因素共同作用的结果，包括使栖息地变得适宜的环境变化、宿主迁移模式的变化、人为传播（如通过贸易、旅行或牲畜迁移），或者有助于在新区域建立的表型变化（Chown et al., 2007; Sultan et al., 2013）。
表型可塑性是指“基因型在不同环境条件下产生不同表型的能力”（Laurila et al., 2002）。这种适应机制在生物入侵中起着关键作用（Meril? and Hendry, 2014）。研究表明，入侵物种通常比本地物种表现出更大的表型可塑性，使它们能够在多种栖息地中繁衍（Geng YuPeng et al., 2004; Hulme, 2008）。对于节肢动物来说，这种可塑性可以表现为在检测到捕食者化学信号时产生坚硬的刺（如 Daphnia lumholtzi），或者像 Daphnia lumholtzi 对温度和干燥的生理反应（Engel et al., 2011），这些适应性促使它入侵了北美。另一个例子是果蝇（Drosophila spp.），其 15% 的转录组对环境敏感，能对各种条件作出不同的响应（Zhou et al., 2012），温度显著影响多个性状，包括翅膀大小、形状和腹部色素沉着（Gibert et al., 2007; Przybylska et al., 2016）。
入侵性蜱虫及其分布范围的扩大对全球人类和动物健康构成了日益严重的威胁（Backus et al., 2022; Molaei et al., 2022）。环境的人为化，例如家畜密度的增加（这些家畜可以携带多种蜱虫），可能促进某些蜱虫的入侵（Backus et al., 2022）。
一个成功的蜱虫入侵例子是 Rhipicephalus microplus，这是一种单宿主蜱虫，起源于热带和亚热带亚洲。这种蜱虫可能通过牛的运输被引入到大洋洲、非洲和美洲（Barré and Uilenberg, 2010）。在同一宿主体上停留多个发育阶段有助于地理扩散，因为它们可以在宿主体上停留更长时间，从而加速生命周期。此外，R. microplus 的成功建立和持续存在与其快速适应新宿主的能力有关（在新喀里多尼亚的 Cervus timorensis rusa 或南非的绵羊身上），以及其频繁发展出抗杀蜱剂的能力（Chevillon et al., 2013; Nyangiwe et al., 2023）。另一个著名的成功入侵例子是 Haemaphysalis longicornis（亚洲长角蜱），原产于东亚。H. longicornis 可能通过多种途径被引入，包括受感染动物的移动和可能的人为传播（Rainey et al., 2018）。2017 年首次在美国被报道后，它迅速在许多东部州蔓延（Tufts and Diuk-Wasser, 2021）。其入侵成功依赖于与 R. microplus 不同的生活史特征：它采用孤雌生殖策略，宿主范围广泛，包括家畜、野生动物和小型哺乳动物，并且在各种环境条件下具有持续的生存能力（Rochlin et al., 2023）。

Hyalomma marginatum 是一种双宿主蜱虫，能够传播多种病原体，尤其是克里米亚-刚果出血热病毒（Hoogstraal, 1979）。为了完成生命周期，成虫必须有时间交配，雌虫必须饱食后脱离并产卵，卵在环境条件变得不利之前孵化（图 1）。成虫通常在 3 月至 7 月间出现在大型有蹄类动物（如马、牛或野猪）身上，5 月数量达到高峰（Stachurski et al., 2025; Valcárcel et al., 2020）。孵化后，幼虫必须附着在宿主体上并饱食、蜕皮。然后，若虫在同一宿主体上再次饱食和蜕皮（这两个阶段总共持续 18–25 天）（Knight et al., 1978）。之后，饱食的若虫必须在环境中蜕变为成虫。未成熟阶段（幼虫和若虫）在 6 月至 9 月间出现在小型脊椎动物（如鸟类或兔形目动物）身上，7 月数量达到高峰。所有这些步骤都必须在温暖季节发生，具体时间因国家而异，但通常从 3 月持续到 9 月。在此期间，至少需要连续三个月的温度足够高，以支持非寄生阶段的发育（卵孵化和若虫蜕皮）（Gillingham et al., 2023）。在寒冷季节，未进食的成虫进入行为滞育状态，隐藏在地下，等待温度再次升高。

目前 H. marginatum 的分布范围包括南欧、北非和西亚（Santos-Silva and Vatansever, 2018; ECDC, 2023）。最近的研究表明，两个参数定义了适合 H. marginatum 的环境：高温（通过年累积温度反映）促进发育，以及相对较低的湿度条件促进存活（Estrada-Pe?a, 2023; Estrada-Pe?a et al., 2011; Bah 2022）。低冬季温度似乎并不限制 H. marginatum 的分布范围，因为该物种存在于经历严冬的地区，如中亚或克里米亚（Fernández-Ruiz and Estrada-Pe?a, 2021）。因此，该物种无法在北纬 47° 以北地区生存，因为那里的温度不足以让若虫在冬季之前完成蜕皮；同时也无法在北纬 34° 以南地区生存，因为过高的温度和低湿度对大多数生命阶段有害（Estrada-Pe?a et al., 2011）。气候变化模型预测，由于温度上升，这种蜱虫会在欧洲向北扩展，而一些地区（如安纳托利亚中部）可能会变得不太适合其生存（Celina et al., 2023; Hekimoglu et al., 2023）。当然，还有其他因素也会影响蜱虫的栖息地适宜性，包括宿主的可用性和数量、微气候条件（如相对湿度）以及植被结构（Boehnke et al., 2017）。
自 2016 年以来，H. marginatum 被认为已在法国南部建立种群（Vial et al., 2016）。研究人员描述了四个高蜱虫密度的地理集群（Bah et al., 2022; Giupponi et al., 2025）：一个位于科西嘉岛（可能至少从 20 世纪 50 年代就存在）；一个位于瓦尔省；一个位于奥德省和比利牛斯-东比利牛斯省；一个位于加尔省、埃罗省、阿尔代什省和德龙省（图 2）。在这些集群之外也有蜱虫出现的记录，表明其可能正在向更适宜的栖息地扩展（Bah et al., 2022）。此外，近年来该物种似乎进一步向北扩展，尤其是在罗讷河谷（Bah et al., 2022）和更西部的地区。法国 2020 年的年均温度相对于 1900–1930 年参考期上升了 1.66°C（Ribes et al., 2022），这可能有利于某些蜱虫物种（如 H. marginatum）的数量增加。人类对环境的改变也可能影响蜱虫种群规模。例如，马厩和奶牛场的存在有利于这种蜱虫的存在和种群密度。

鉴于 H. marginatum 最近向西扩展的情况以及对其发育环境限制的不确定性，一个关键问题是这种物种是否能在比其当前分布范围更冷的或其他不利条件下成功完成生命周期。因此，我们将实验室饲养的饱食雌性和若虫实验性地转移到其分布范围之外的地点，并比较了它们的表现——存活率、蜕皮、产卵、卵孵化、死亡率——与在其常规分布范围内的表现。选择了两个地点：加尔省的庞皮尼昂地区，自 2016 年以来蜱虫数量较多，环境条件对其生存非常有利（Stachurski et al., 2025; Vial et al., 2016）；以及上加龙省的加尔杜什地区，位于劳拉盖地区，该地区没有蜱虫存在，环境条件对其生存不利（Bah et al., 2022）。我们研究了环境条件，特别是气候条件，如何影响其生活史特征。最后，使用了过去十年的温度记录来模拟两个地点的生命周期时间，从而确定 H. marginatum 是否能在加尔杜什完成整个生命周期。

2. 材料与方法
2.1. 实验地点
实验在奥克西塔尼地区的两个对比地点进行：庞皮尼昂和加尔杜什（图 2）。庞皮尼昂属于地中海气候，夏季炎热干燥，冬季温和（Joly et al., 2010）。该地区的土壤主要是石灰岩，适合灌木丛生长，植被包括蝎子扫帚（Genista scorpius）、薰衣草（Lavandula spp.）和冬青橡树（Quercus ilex）。在加尔杜什，实验在 INRAE-CEFS 实验设施中进行。该地区的气候称为“西南盆地气候”，与地中海气候相似，夏季炎热，冬季温和（Joly et al., 2010）。然而，也有一些差异，例如海洋性影响更明显，温度极端，降雨更频繁。土壤为粘土石灰岩，更适合农业，自然植被包括绒毛橡树（Quercus pubescens）（Maublanc et al., 2012）。

对于这两个地点，每种情况都考虑了两种环境：一种是开阔地带，植被稀少（庞皮尼昂的地中海灌木丛；加尔杜什的草地，见补充材料 1）；另一种是封闭的遮荫地带，有植被和树木。
2.2. 实验时间
实验分别在 2019 年至 2023 年间在庞皮尼昂进行，2023 年至 2024 年间在加尔杜什进行（图 3）。该实验方案的建立基于之前在布基纳法索和马达加斯加对Amblyomma variegatum进行的田间实验（Rahajarison等人，2014年；Stachurski等人，2010年）。笼子的尺寸为50 × 50 × 50厘米，除了底部外都用蚊帐覆盖，以便蜱虫可以隐藏在植被中而无法逃脱。笼子被放置在围栏内，以防止周围野生动物对笼子造成损害。这些无底笼子被埋入地面2-3厘米深处，并放在植被旁边。在开放和封闭环境中分别放置了相同数量的笼子。

**图3. 2019年至2024年在Pompignan和Gardouch实施的实验方案。**

每个月，从受控昆虫饲养条件下饲养的长满血液的雌蜱和若蜱被放入野外笼子中，以确保它们具有相同的年龄、发育状态和暴露史，从而形成时间组。关键的生命史特征每月单独监测：蜕变成成虫、产卵、孵化以及存活情况。无论进行何种实验，雌蜱和若蜱都被放入笼子中（见图3）。2019年至2022年，在Pompignan研究地点，若蜱和雌蜱直接被释放到笼子中。为了进行检查，我们移除笼子并在植被和土壤中寻找蜱虫。这种方法具有破坏性：我们可以观察到某一时刻蜱虫的状态，但无法追踪它们几个月内的情况。2023年（Pompignan）和2023-2024年（Gardouch），雌蜱被关在装有土壤的小塑料盆（高度20厘米）中。Gardouch中有一半的若蜱也采用了相同的方法。这种设置便于回收蜱虫，并允许在几个月内重复监测同一批雌蜱。然而，对于若蜱来说，这种检查仍然具有破坏性，因为即使在盆中也很难以找到它们。此外，在数据收集过程中并没有系统地记录每只若蜱的来源（即它们是否被关在盆中）。因此，这一因素无法纳入统计分析中。

2019年，在Pompignan，时间组在7月至10月期间释放，野外放置的蜱虫和笼子数量根据实验室提供的蜱虫数量进行调整。2022年，在Pompignan，每组的时间段为3月至10月，若蜱的时间段为6月至10月，以匹配自然条件下的季节性变化。每个笼子中的个体数量在整个研究期间基本保持一致：每个笼子两个雌蜱（2022年7月有一个例外，当时只有一个雌蜱），以及每个笼子20只若蜱，除了2019年实验开始时使用了26至30只若蜱。关于实验设计和样本大小的完整细节可见于补充材料2。

任何在破坏性检查中发现的活体个体都被带回实验室，并放置在一个温度为25°C、相对湿度为85%的气候室中，以评估它们的产卵或蜕皮能力以及所需时间。这些蜱虫在气候室中每天都被监测。

2.3. 生物材料

研究中使用的H. marginatum来自Baillarguet昆虫馆的实验室群体（https://doi.org/10.18167/infrastructure/00001）。该群体成立于2017年，最初由从Pompignan的马身上收集的17只充满血液的雌蜱组成，并在用于繁殖前经过检测，确认不含克里米亚-刚果出血热病原体。由于初始个体数量较少以及随后因喂养和产卵成功率变化导致的瓶颈效应，形成了一个遗传上相对均匀的实验室群体。蜱虫在特定条件下饲养（无光、25-27°C、85%RH），并以实验室动物为食。若蜱以兔子为食，而成虫则以山羊为食（根据AFAPIS#6304–2016,080,315,594,914 v4的部门授权，允许在实验室饲养中用脊椎动物喂养蜱虫）。只有体重达到最低标准（若蜱10毫克，雌蜱350毫克）的个体才在10°C下保存不超过1周，然后用于本研究。

2.4. 天气数据

天气数据通过R语言中的OpenMeteo包（Zippenfenig，2023年）收集，该包使用Open-Meteo Historical Weather数据获取给定地点和历史时期的天气信息。使用了欧洲中期天气预报中心（ECMWF IFS）的数据集，时间分辨率为每小时，空间分辨率为9公里（即每个值代表大约81平方公里范围内的平均值），数据可追溯至2017年。对于每小时温度参数，我们使用了“temperature_2m”，表示地面以上2米处的空气温度；对于上个月降水总量参数，我们使用了“precipitation_sum”，表示整个月的累计降水量。此外，在Gardouch，我们还使用Tinytag Plus 2数据记录仪（Gemini Data Loggers）记录了每小时温度。一个数据记录仪放置在封闭环境中，另一个放置在开放环境中，高度均为地面以上1米。

2.5. 死亡率建模

首先，我们使用glmmTMB包（Brooks等人，2017年）中的glmmTMB函数，结合二项分布，研究了雌蜱和若蜱在野外生活两个月后的死亡率。我们测试了环境（开放和封闭）、地点（Pompignan和Gardouch）、体重（仅针对雌蜱）及其一级交互作用的影响，并将时间组作为随机效应，以解释个体在时间组内的聚集现象并避免伪重复。对于这一分析，我们使用了一个子数据集，包括了2022年Pompignan和2023年Gardouch中从3月至10月释放的雌蜱以及从6月至10月的若蜱，从而能够在不同地点之间进行有意义的比较，同时最小化部署时间的混杂效应。

为了进一步解释雌蜱和若蜱随时间的死亡率变化，我们使用glmmTMB函数拟合了结合二项分布的广义线性混合模型。我们考察了不同因素及其交互作用对死亡率的影响。我们纳入了以下解释变量：上个月降水量总和、在野外度过的时间（以中心化减缩变量表示）、地点（Gardouch / Pompignan）以及环境（封闭/开放）及其一级交互作用。时间组作为随机效应，以解释数据之间的非独立性。为了进行涉及多个变量及其交互作用的模型选择，我们使用了MuMIn包（Bartón，2018年）中的dredge函数。该函数基于完整模型生成所有可能的子模型，考虑了固定效应及其所有组合。模型根据Akaike信息量准则（AIC）值进行排序，我们选择了排名最高的模型（即AIC值最低的模型）进行进一步分析。从这个子集中，我们识别出在最佳模型中频繁出现的变量，假设频繁出现表明这些变量具有更高的解释重要性。然后，根据最佳模型之间的简约原则，使用这些变量构建了一个最终的简化模型。

2.6. 度日与剂量-反应建模

我们的目标是比较在不同地点（Gardouch对比Pompignan，开放环境对比封闭环境）安装的蜱虫的生命史特征。这意味着我们需要比较在野外不同时间点（时间组）放置的蜱虫的产卵、孵化和蜕皮持续时间。然而，对于像蜱虫这样的变温动物来说，春季和夏季各一个月的时间并不相同。因此，我们将野外度过的时间转换为度日（DD），以此来衡量热量积累。在节肢动物研究中，DD常用于描述温度对发育周期的影响（Abbasi等人，2023年）。度日的计算方法是取发育所需温度（Tbase）以上的温度积分。Tbase是指蜱虫发育停止的温度，这个温度对每个物种和每个特征都是独特的。

利用在实验室中不同温度下饲养的4419只若蜱和142只雌蜱的数据集（Stachurski和Duhayon，未发表数据），我们采用线性回归方法估算了产卵、孵化和蜕皮所需的度日。我们将产卵/孵化/蜕皮所需时间的倒数（1/Time）与温度进行回归，得到如下形式的线性方程：1/Time = a*Temperature + b，其中a表示度日的倒数（1/DD），b对应截距。由此我们得出Tbase为?b/a（Heip，1974年）。我们得到若蜱蜕皮的Tbase为14.34°C（±0.13°C），产卵的Tbase为17.65°C（±3.15°C），孵化的Tbase为14.97°C（±1.13°C）。

确定了Tbase后，我们从每个 hourly 温度中减去该值，计算蜱虫从放入野外到现在的累积度小时数。然后将度小时数转换为度日，这样可以更精确地捕捉影响生物发育的日内温度变化。我们首先使用lme4包（Bates等人，2015年）中的glmer函数为每个生命阶段事件（产卵、孵化和蜕皮）拟合了广义线性混合模型。所有模型都包括了度日（以中心化减缩变量表示）、地点和栖息地类型（开放/封闭）作为固定效应，以及时间组（部署日期）作为随机效应。对于产卵和孵化，如果可用的话，还包含了雌蜱的初始质量作为固定效应。

鉴于度日积累对发育过程的推动类似于剂量-反应过程（Whitney和Chastagner，2024年），我们使用剂量-反应模型来估算有效度日，即一半个体产卵、孵化和蜕皮所需的度日数量。剂量-反应曲线使用drc包（Ritz等人，2015年）中的drm函数拟合。我们使用了三个解释变量：“DD”、“Environment”（封闭/开放）和“Site”（Pompignan / Gardouch）。在某些情况下，Gardouch和Pompignan的监测数据有重复记录，通常需要使用随机效应。但由于数据以二元变量记录，且一旦蜱虫状态发生变化记录就会中断，我们认为在时间T-1记录的变量不能反映时间T，因此没有在模型中包含随机效应。模型比较通过在子数据集上使用对数似然比测试进行，从而避免了同时测试地点和环境效应。为了分别测试地点和环境的效应，我们在每个地点（Gardouch和Pompignan）内分别进行分析，比较有无环境因素的模型。相反，为了测试地点效应，我们在每种环境类型（开放或封闭）内分别进行分析，比较有无地点因素的模型。

为了比较Pompignan和Gardouch之间的差异，我们使用OpenMeteo（结合ECMWF IFS数据）获得的温度数据计算了度日。然而，这个天气数据库的空间尺度（9公里）大于地点内部的环境距离。为了具体比较Gardouch内的不同环境，我们还使用了安装在每个环境中的数据记录仪记录的温度数据来计算度日。

2.7. 年周期建模

为了预测Pompignan和Gardouch中蜱虫的年周期，我们使用2017年至2024年的OpenMeteo数据集计算了每个地点的累积度小时数。然后计算了多年平均的度小时数及95%置信区间。度小时数（进而转换为度日）是根据三个发育阶段（产卵、孵化或蜕皮）对应的Tbase计算的。每当达到一个新的发育阶段时，计算方法会相应调整Tbase。每个发育阶段所需的度日是根据使用Pompignan和Gardouch合并数据集（OpenMeteo数据集）校准的剂量-反应模型得到的。在卵孵化与若蜱蜕皮之间，我们允许有一个月的延迟，这大约对应于寻找宿主和补食所需的时间。

3. 结果

3.1. 2023年和2024年Gardouch中在塑料盆中非破坏性检查的笼子里安装的充满血液的雌蜱和若蜱的每月调查情况见图4。在加尔杜什（Gardouch），比较这两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。具体来说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中则发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什，当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂，2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什，当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。具体来说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂，2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂，2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在庞皮尼昂（Pompignan），2022年对饱食的雌性进行的检查是破坏性的（图5）。该实验在产卵开始时间（开放和封闭环境分别为5月和6月）方面与加尔杜什的结果相似，而孵化在两种环境中都始于7月。后来到达的雌性能在两种环境中持续产卵直到9月，这些卵要么在同一月孵化（在开放环境），要么没有孵化（在封闭环境）。2019-2020年和2023年在庞皮尼昂进行的部分实验也显示了产卵和孵化的时间一致（补充材料3、4和5）。然而，有些雌性不仅能够在11月产卵，还能存活过冬季，并在此之后继续产卵（补充材料4）。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种环境中都能持续产卵直到10月。这些卵在开放环境中要么从未孵化，要么在封闭环境中直到1月才孵化。

在加尔杜什（Gardouch），当比较两种环境时，观察到在封闭环境中产卵和孵化开始的时间比在开放环境中延迟了一个月。更准确地说，在开放环境中，首次产卵发生在5月，而在封闭环境中发生在6月。孵化在开放环境中开始于7月，在封闭环境中开始于8月。后来到达的雌性在两种在这两个地点，累积的度日数在整个年度内呈现出相似的趋势：在最初的冬季几个月里保持较低水平，然后在晚春（5月至7月）增加。随后，曲线在年底趋于平稳，Gardouch的度日数累积略高于Pompignan。在两个地点，即使在最糟糕的年份，H. marginatum理论上也能完成整个生命周期。该物种生命周期中的关键发育阶段在两个地点的发生时间相似：产卵阶段（35.27有效度日）发生在5月底，孵化阶段（178.25有效度日）发生在7月初，蜕皮阶段（125.92有效度日）发生在8月。

图11. Pompignan（棕色）和Gardouch（黄色）一年内H. marginatum的累积度日数及其95%置信区间。累积度日数是通过平均2017年至2024年期间积累的度小时数得出的。三个发育阶段的累积度日数是根据以下三个Tbase计算的：产卵17.65°C，孵化14.97°C，蜕皮14.34°C。孵化后有一个月的休整期，这段时间内是寻找宿主和吸血的最佳时期。

4. 讨论
我们进行了一项野外实验，将一个H. marginatum实验室种群转移到了两个地点：一个该物种已经建立的地点（Pompignan），另一个尚未建立的地点（Gardouch）。通过监测H. marginatum在非宿主体阶段的关键过程，在两种环境条件下的表现，实验强调了环境因素的重要性，尤其是树木覆盖率。实验还表明，H. marginatum能够在相对不同的环境中适应，并在相似的时间框架内完成其生命周期。最后，我们能够研究多种因素对个体死亡率的影响。

在这项研究中，我们遇到了各种实验限制。首先，蜱虫的生产需要使用实验室动物进行吸血，而吸血成功的几率相当不可预测。此外，我们的野外方案劳动强度大，这限制了我们只能每月进行一次检查。这种较长的检查间隔使得我们无法精确确定关键的生命史事件，如产卵开始时间、孵化日期或蜕皮时间。另一个限制是用于计算度日数的温度数据的异质性。虽然OpenMeteo提供的网格化温度数据适用于两个地点，但使用Tinytag数据记录器记录的细尺度微气候数据仅适用于Gardouch。因此，两个地点的温度估计精度存在差异，这可能部分解释了Pompignan和Gardouch之间剂量-反应模型的一些差异。最后，我们从2023年开始改进了实验方案，采用了装有土壤的塑料盆进行非破坏性观察。尽管这大大简化了监测工作，但也引入了其他偏差；塑料盆可能会在夏季增加蜱虫的死亡率，因为塑料盆会积聚更多热量。

4.1. Hyalomma marginatum：一种广布种？
我们在野外记录中的一个关键发现是，来自同一实验室群体的H. marginatum雌性在野外完成生命周期所需的度日数范围很大。这种高发育变异性，特别是在产卵时间方面，在实验室条件下也有观察到（未发表的数据）。这种生活史特征的变异性可以看作是一种应对环境不确定性的方式（Poethke等人，2016年）。此外，这种表型多样性也可能有助于新入侵未知环境的种群，从而降低群体失败的风险（Martin等人，2019年）。对于那些累积度日数接近产卵最低限度的新环境中的种群来说，这可能特别有利。在这种边缘条件下，Hyalomma种群应该能够以非常小的有效规模建立并维持自己，正如其他蜱虫物种那样（De Mee?s等人，2021年；Huber等人，2019年）。

此外，我们的研究结果表明，一个实验室种群被移植到两个不同的地点（Pompignan和Gardouch）后，尽管环境存在差异，仍然能够在相似的时间框架内完成其生命周期。地点和环境之间的发育时间差异主要可以通过温度变化来解释。实际上，当我们使用度日数来模拟产卵、孵化和蜕皮时，地点之间的差异很小。在Gardouch，使用Tinytag记录的温度数据还减少了环境效应（封闭环境与开放环境之间的差异），表明观察到的发育时间表型变异主要是由温度条件驱动的，而不是由特定地点或环境因素本身造成的。对于封闭环境中的群体，笼子之间的环境异质性（更多的阴影或湿度）也可能导致条件差异。这些结果强调了使用尽可能靠近蜱虫微生境的精确数据记录器的重要性，因为标准的环境温度测量可能无法捕捉到蜱虫实际经历的细尺度微气候条件。观察到的发育时间对温度条件的表型调整通过冬季滞育完成，当条件更有利时可以恢复生命周期。冬季滞育通常发生在未吸血的成虫中，即行为性滞育，但我们也记录到一些吸血后的若虫和雌虫越冬。

4.2. Gardouch：一个可能的栖息地？
在两个研究地点的笼子中观察到的关键生命阶段的时间与文献中描述的物种发育周期非常吻合。确实，先前的研究表明，成虫从3月到9月在宿主体上可见，5月达到高峰，幼虫主要在6月和7月活跃，若虫出现在7月（Estrada-Pe?a等人，2011年；Stachurski等人，2025年）。Pompignan和Gardouch的度日数累积时间支持这一描述，产卵、孵化和蜕皮发生在生物学上相关的时期。相比之下，10月之后积累的度日数很少，这与蜱虫发育和活动的减缓相吻合。虽然Gardouch在年底的度日数累积略高，但这种额外的热量输入在生物学上可能并不显著，因为10月之后野外没有个体活动。根据我们的结果，Pompignan和Gardouch似乎都提供了适合Hyalomma生命周期完成的适宜气候条件。

H. marginatum尚未在Gardouch定居的原因之一可能与微生境有关。我们观察到与环境条件相关的测量特征存在差异，尤其是在Gardouch。在我们的案例中，循环发育和死亡率更多地受到当地环境（开放或封闭环境）的影响，而不是地点本身的影响。上加龙省的植被通常更加茂密，草原上的草本植物覆盖更多，而更开放的灌木丛环境可能更有利于H. marginatum的捕食（Stein等人，2008年）。此外，即使环境温度相同，增加的太阳辐射也可能影响蜱虫的活动水平和发育速率（H?ye和Forchhammer，2008年；Stein等人，2008年）。这些植被差异可能导致开放环境和封闭环境之间的剂量-反应模型出现差异，即使考虑了当地温度。Gardouch可能具有某些特定的气象条件，这些条件不适合H. marginatum。Gardouch经历的温度更为极端，夏季更热，冬季更冷，降雨天数也更多（Joly等人，2010年，补充材料6、7和8）。Gardouch的夏季高温可能对蜱虫有害，如7月和8月的群体高死亡率所证明的那样。这种影响可能会因为该地区的较高降雨量而减轻。如果吸血后的雌虫无法通过挖掘来充分保护自己免受高温，那么过热的夏季天气可能是致命的（Sabet等人，2024年）。然而，高湿度可能会增加吸血后的雌虫及其卵团的死亡率，或者杀死处于滞育阶段的个体，尽管H. marginatum在土耳其和罗马尼亚等较冷地区的存在表明这种情况不太可能发生。这些限制在2023年的Gardouch实验中并未体现，因为那年的气候异常温暖且降雨量很少（尽管考虑到最近的气候变暖，这种情况可能越来越不罕见）。

H. marginatum能够在其当前分布范围之外完成生命周期，这表明该物种可能正在经历分布范围的失衡（Sexton等人，2009年）。这种当前分布范围与潜在地理分布之间的不匹配可能是由于物种扩散的限制或对有利环境的跟踪滞后。从当前物种分布到Gardouch没有明显的障碍，但可能需要有足够的个体被带到那里才能建立种群。个体必须在允许生命周期进行的时间和数量下被运输，以确保有足够的个体进行繁殖。虽然候鸟可以定期携带若虫，但通过牲畜引入吸血后的雌虫可以促进更快的定居（Gray等人，2009年）。

4.3. H. marginatum在法国的未来
气候变化可能会使环境朝多种可能性发展：最低温度上升的速度是最高温度的两倍（Copernicus，2025年），降水模式在强度和季节性上发生变化（IPCC，2021年），极端事件变得更加频繁（Stott等人，2016年）。对于H. marginatum来说，关键因素是上升的最高温度，这会增加累积的度日数，以及降水的变化——无论是增加还是减少——这可能会限制物种的分布范围，即使温度适宜。随着新环境的出现，确定哪个限制因素占主导地位对于改进分布范围预测至关重要。法国的全球变暖（+1.66°C，Ribes等人，2022年）和人类活动可能会促进H. marginatum在法国的进一步扩展。值得注意的是，近年来，一些种群似乎已经在距离Gardouch不到30公里的地方定居（Giupponi等人，2025年）。可能是油的扩散正在发生，即使没有明显的环境变化，H. marginatum也能够凭借其适应能力占领新的栖息地。

**资助信息**
这项工作由Holistique项目（RIVOC奥克西塔尼地区的重点挑战，蒙彼利埃大学）资助：“奥克西塔尼地区的Hyalomma marginatum：生物入侵及其相关风险分析。”