氣候變遷!溫度差1度就開溜 埋葬蟲避暑繁衍後代

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氣候變遷,繁衍後代和住哪裡很有關!中研院生物多樣性研究中心副研究員沈聖峰與研究團隊發現,不同緯度及海拔高度山區的尼泊爾埋葬蟲(Nicrophorus nepalensis)會因耐熱性和繁殖光週期相互作用而影響演化。只要溫度差攝氏1度,同一物種不同族群就會去尋找適合生存、繁衍後代的溫度環境。研究成果已於日前發表在國際頂尖專業期刊《自然通訊》(Nature Communications)。

過往研究多從「物種」來模擬生物適應棲地的程度,然而事實上生物是以「族群」為單位來適應環境變動。研究團隊選擇亞洲山區常見的尼泊爾埋葬蟲,在中國夾金山(高約4100公尺)、日本奄美大島(約700公尺)、台灣烏來(約900公尺)、拉拉山(約2000公尺)、合歡山(約3200公尺)等5個棲地、327個處採樣點,超過3年研究,探討氣候變遷下同一物種、不同族群的環境適應力。

室內實驗顯示,不同山區的埋葬蟲族群出現的溫度範圍相當接近、耐熱程度也相似,唯一差異是繁殖光週期(日照長度)。中等高度的合歡山與拉拉山的族群不論日照長短都可以繁殖;矮山如烏來跟奄美大島的族群只能在短日照下繁殖;而最高的夾金山族群只能在長日照下繁殖。生理上,烏來族群的蟲若在長日照下羽化,卵巢便不會發育,導致不具有生育能力。

此外,合歡山跟拉拉山兩個中高山區一年四季都可以抓到尼泊爾埋葬蟲;而烏來跟奄美大島春季和冬季可以抓到蟲;海拔最高的夾金山夏天才抓得到蟲。也間接證實繁殖行為與日照長度有關。

研究團隊也將不同族群的埋葬蟲互換到對方棲地,結果發現,埋葬蟲的繁殖行為竟然不會隨著環境改變而調整,生存能力也因此下降。

研究團隊進一步發現,中高山區的族群繁殖最可能受到未來氣候暖化的影響。因為當地球溫度升高時,較高山區的埋葬蟲可以移動到更高海拔的區域繁殖,但是中高山區的埋葬蟲卻無處可避暑,因此在較暖溫度下繁殖時會適應不良。

研究結論認為,耐熱程度能決定不同地區同一物種的分布範圍,而不同族群也能依照繁殖光週期移動,調整到適合的溫度環境。此外,對生態系而言,溫度上升攝氏1度也可能使生物的繁殖能力失去作用,導致族群密度降低,而提升其他競爭者的密度、屍體的昆蟲相改變、哺乳類的生活週期也受到影響等。

論文第一作者是中研院生物多樣性研究中心研究助理蔡祥瑜,研究團隊包含中研院生物多樣性研究中心范郁盟、袁子能、陳伯飛、美國哥倫比亞大學副教授Dustin R. Rubenstein、中國科學院成都生物研究所教授唐業忠、以及成功大學副教授陳一菁。

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