我院程文达助理教授在热带变温动物高温耐受和种间相互作用研究中取得新进展

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 我院程文达助理教授在热带变温动物高温耐受和种间相互作用研究中取得新进展,近日以第一作者在生态学顶级期刊《Ecology Letters》(IF: 11.27)发表题为“Heat tolerance variation reveals vulnerability of tropical herbivore–parasitoid interactions to climate change” 的研究论文,香港大学生命科学学院Louise A. Ashton助理教授为通讯作者。研究得到香港大学、中科院西双版纳热带植物园、西双版纳国家野外科学观测研究站和西双版纳国家级自然保护区的大力支持。(全文链接:https://doi.org/10.1111/ele.14150)

气候变化是全球生物多样性的主要威胁之一,物种的高温耐受(CTmax)和热安全阈值(Thermal safety margin: 高温耐受和环境温度的差值)是评估气候变化对生物多样性影响的重要参数。然而,目前我们对群落尺度下高温耐受的驱动因子(体型、环境、谱系发生)并不明晰。除此之外,现有的研究也多集中于单一类群或营养级物种,对物种间相互作用的评估较少。为了解决这些不足,研究团队在云南西双版纳自然保护区内开展了针对鳞翅目幼虫调查,将不同温度环境梯度内采集的鳞翅目幼虫在统一环境温度的室内饲养,记录鳞翅目-寄生性天敌食物网,测量两个营养级昆虫的高温耐受,并据此模拟高温下的物种灭绝对食物网的影响。

研究发现:不同的林层和季节生活的鳞翅目及寄生蜂群落存在较大差异,体型和谱系发生能够很好地解释鳞翅目的高温耐受,而温度环境梯度对高温耐受的影响和季节及林层高度相关。热带雨林林冠生活的鳞翅目和寄生性天敌更容易受到升温带来的不利影响。对于食物网,寄生性天敌的高温耐受低于鳞翅目宿主。按照温度耐受高低顺序模拟的灭绝对食物网的稳定性破坏要高于按稀有程度的灭绝。

在生态学研究多开展于温带生态系统的全球背景下,本研究是不多的在热带地区野外开展的、在群落层次检验物种间相互作用受到气候变化带来不利影响的案例。气候变化带来的升温将会干扰西双版纳热带雨林中的鳞翅目-寄生性天敌食物网,进而可能影响到植食这一重要的生态系统功能。而这些影响对于生活在热带雨林林冠中物种可能会更显著。

 

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图1. 高温耐受(CTmax)和热安全阈值(Thermal safety margin)在不同体型(a,b)和营养级(c,d)中的差异。不同颜色代表了不同林层和季节(黄色:林下层干热季,蓝色:林下层雾凉季,粉色:林冠层干热季)

 

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图2. 热带雨林中不同林层和季节间鳞翅目和寄生性天敌群落的差异(a),食物网(b)和灭绝模拟时计算出的食物网稳定性参数(c):黑色曲线及灰色阴影代表按稀有程度顺序随机灭绝10000次稳定性参数的概率分布,垂直线代表利用温度耐受计算出的稳定性参数值,虚线所示为利用原始热安全阈值的结果,实线所示为考虑了高温耐受可塑性的结果。