鲑鱼蝇可能适应温暖的山间溪流

随着时间的流逝，气候变化改变了世界各地山间溪流的特征并提高了温度。这些不断变化的条件以多种直接和间接的方式影响着山地生物，许多山地生物的命运将取决于它们在灭绝之前适应和进化的能力。

到目前为止，确定哪些种群将持续存在于任何特定位置并非易事。但是，由于最近发表在《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology)上的一项研究，蒙大拿大学(University of Montana)的一组研究人员更接近于了解一种特定的生物，即鲑鱼蝇，如何对我们不断变化的世界不断上升的淡水温度做出反应。

(资料图)

UM弗拉特黑德湖生物站的助理研究教授雷切尔·马利森(Rachel Malison)表示，水生昆虫种群可能以多种方式应对气候变化。这些反应包括改变其范围，进化新的生理和行为，表现出生理和行为可塑性，或灭绝。

“我们研究了鲑鱼蝇，因为它们是食物网的重要组成部分，”马利森说。“一只鲑鱼蝇可以为鱼提供大量能量，它们有很多鳃 - 氧气被吸收 - 这对于生理测量很重要。我们需要了解水生昆虫种群将如何应对不断变化的栖息地，因为它们在处理溪流中的材料和为其他生物提供食物方面发挥着关键作用。

Malison和她的团队专注于生理和行为可塑性反应，测量了不同溶解氧和温度实验组合中鲑鱼若虫的生长，存活和可观察到的呼吸特征的变化。使用特定的组合是因为温度升高会刺激生物体对氧气的更高代谢需求，超过周围环境中的可用氧气，从而导致生物体的氧气不足。

在为期六周的实验期间将鲑鱼若虫引入不同的温度和溶解氧条件下后，科学家们发现氧气和温度相互作用以复杂的方式影响生长。

他们发现，在温暖的水温下，若虫的存活率仅略低。能够适应温暖温度的若虫在与温度的关系下没有表现出任何移动性变化。但是，适应低含氧水的若虫确实在比正常温度更高的温度下开始失去活动能力和协调性。

“生物失去正常移动能力的温度是温度耐受性的重要指标，”马利森说。“如果石蝇不能爬行或翻转自己，它们就无法逃脱捕食者。

研究结果表明，鲑鱼蝇若虫可能具有足够的适应性可塑性，其内部系统可以吸收和输送氧气，至少可以在其山涧栖息地的一些变化条件下生存。

为了进一步测试该研究的初步结果，Malison和她的团队观察并测量了位于鲑鱼若虫胸段上的代谢率和鳃结构的氧敏感性。

结合多个性能指标的结果，他们的发现表明，温度上升和低氧可能以增加水生昆虫健康风险的方式相互作用，但呼吸系统中的生理可塑性可能能够抵消其中一些风险。

简而言之，研究结果表明，驯化可能使蒙大拿州最大的石蝇鲑鱼蝇在温暖的溪流中持续的时间比以前预期的要长。

随着科学家们在不确定的未来继续寻找答案，这些结果值得注意。了解和预测自然种群将如何应对气候变化是一个紧迫的问题，生理可塑性可能是种群恢复力的关键机制。然而，评估其潜力是困难的，因为它可以在生物组织的不同水平上同时发生在许多不同的性状中。

“模型通常用于预测未来几十年我们的山溪和其中的生物会发生什么，但模型的好坏取决于我们放入其中的信息，”马利森说。“在个体水平上拥有生理反应的数据可以极大地改善模型，特别是当我们测量意外反应时。

研究人员强调，需要在更长的时间尺度上对更多物种进行额外的研究，以提供更多与生态相关的信息，说明驯化将在多大程度上允许在气候变化面前持续存在。

这些研究可能需要更多的时间和资源，但它们也可能揭示有关气候变化在当地和世界各地的长期影响的重要信息。

关键词： 气候变化 水生昆虫 研究结果 研究人员