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圣路易斯华盛顿大学新闻

迈阿密的冷蜥蜴能告诉我们气候变化的适应力

在一个阳光明媚的早晨,鬣蜥下着雨。

生物学家詹姆斯·斯特劳德(James Stroud)的手机在1月22日一大早就开始嗡嗡响。一位朋友骑自行车上班,经过迈阿密南部的岛屿小镇比斯坎岛的白沙滩和棕榈树边缘时,给斯特劳德寄来了一张两英尺长的蜥蜴仰面伸展的照片。脚悬空的鬣蜥占据了人行道的大部分。

Stroud tweet前一天晚上是南佛罗里达州10年来最冷的天气,温度略低于40华氏度。当大多数人伸手去拿额外的毯子或袜子时,斯特劳德却发现了这一点。圣路易斯华盛顿大学科学学院——疯狂地给一位合作者发短信:

“今天就放下一切,去抓些蜥蜴吧。”

当温度低于临界极限时,睡眠蜥蜴就会失去抓地力,从树上掉下来。从之前的研究中,斯特劳德和他的同事们了解到,在被寒冷吓住之前,迈阿密不同种类的蜥蜴可以忍受不同的低温,从46到52华氏度不等。这次寒流提供了一个独特的机会来了解极端气候事件是如何影响它们的。

但当研究人员收集了那个最冷夜晚的幸存者时,他们发现蜥蜴群落以一种意想不到的方式做出了反应:所有的蜥蜴都能忍受零下42华氏度的低温,不管它们之前的耐寒能力如何。研究结果发表在10月21日的《生物学快报》上。

James Stroud斯特劳德

斯特劳德说:“在此之前,为了另一项研究,我们测量了南佛罗里达六种蜥蜴能够忍受的最低温度。”“在2020年的寒冷事件之后,我们意识到这些数据现在非常有价值——我们有机会重新测量同样的蜥蜴数量,观察它们的生理极限是否改变了;换句话说,这些物种现在能忍受更低的温度吗?”

在1月份寒流之后的几天里,研究人员在当地搜集了尽可能多的不同种类的蜥蜴代表,聚集了大大小小的蜥蜴,以及那些在白天和晚上活动的蜥蜴。然后,研究人员测试了它们对寒冷的反应。

斯特劳德说:“这项研究的一个重大出乎意料的结果是,所有的物种都聚集在同一个新的、更低的耐热性水平上。”“虽然有很大的变化在耐温性冷事件——有些像欢心,棕色的蛇怪,非常不能容忍低温,而另一些人则更喜欢波多黎各冠变色龙是健壮的,我们观察到所有物种现在可以容忍,平均最低气温相同。

Key Biscayne佛罗里达迈阿密南部岛屿小镇比斯坎湾的海滩景色(图片来源:B. Pierce)

“考虑到体型、生态和生理上的巨大差异,这是出乎意料的,”他说。

被研究的物种中只有一种是该地区的本地物种;研究人员指出,其余的在上个世纪被引入佛罗里达。

这些结果提供了证据,证明热带冷血动物——通常被描述为无法承受气候条件的快速变化——有时能够承受超出其既定生理极限的条件。

斯特劳德说:“我们观察到,忍受明显较低温度的变化如此之大,以至于我们发现尚不清楚自然选择是否起了作用。”“所以在我们的论文中,我们讨论了其他可能导致这种模式的替代过程。”

“这项研究的结果是令人惊讶和意外的。谁能想到来自波多黎各和中美洲的热带蜥蜴能承受接近冰点的温度?威廉·h·丹福思杰出大学教授、艺术和生物学教授乔纳森·洛索斯说。他也是华盛顿大学地球生命合作组织的负责人。

洛索斯说:“我们现在需要弄清楚的是这是如何完成的。”“这是自然选择的证据,与那些蜥蜴,正好有一个较低的耐寒性生存和其他人冻死,还是生理调整,称为“适应环境”的一个例子——暴露在低温下蜥蜴的生理变化,这样就能承受低温下吗?”

不管潜在的机制是什么,这项新的研究为理解气候变化的影响提供了一个至关重要的信息。

科学家预计,在气候变化的影响下,气温将逐渐变暖,但也会变得更加混乱。

气温上升到极端的事件——包括极热和极冷的事件——将在频率和程度上增加。因此,重要的是要理解气温逐渐长期升高的影响,以及突然的、短期的极端事件的后果。

斯特劳德说:“人们普遍认为,热带和亚热带物种将特别容易受到温度变化的影响,尤其是极端的热或冷峰值,因为热带地区通常没有强烈的季节。”与温带物种适应夏季的高峰和冬季的低谷不同,热带物种通常是在温度非常稳定的环境中进化的。

“他说:“毫无疑问,气候变化是对全球物种和生态系统的一个主要威胁,应该得到尽可能多的研究关注,而这项研究提供了引人注目的见解和希望的一瞥。”“也许热带和亚热带物种能够承受比我们预期更极端的气候条件。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2020/10/what-cold-lizards-in-miami-can-tell-us-about-climate-change-resilience/