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Nature:全球变暖将影响蚊子代谢

来源:科学与发展网络 2010-10-12 10:44

科学家说,全球变暖对蚊子新陈代谢的影响可能让关于气候变化如何影响疟疾的预测进一步复杂化。

科学家首次估计了在全球范围更暖的气候如何影响蚊子等冷血动物的代谢。这些动物依靠外部温度调整它们的代谢。

发表在10月7日出版的《自然》杂志上的这项研究说,温度对代谢的影响是非线性的,它对温暖地区的影响比对寒冷地区的影响更大。

“在较高的温度下,非常小的温度变化有巨大的影响,”该研究的第一作者、美国怀俄明大学动物学和生理学助理教授Michael Dillon说。

尽管迄今为止热带地区的升温速度较慢,这组科学家说这些地区将面临冷血动物代谢率的最大幅度的变化。

而且这些变化在更小的动物身上表现得更强,这意味着蚊子是可能受到最大影响的动物之一。

“在过去的30年中,我们已经见到了代谢率的显着变化,” Dillon说。“如果继续沿着预计的道路走下去,它只会变得更糟糕。”

但是仍然不清楚它可能对蚊子传播的疾病(如疟疾)产生什么影响。

他说更温暖的气温对疟疾的作用可能有三重:更高的代谢率减少孵化期,随着后代蚊子孵化更加频繁,这会增加蚊子数量;更长的温暖时期可能让蚊子的活跃时间更长;而且疟原虫的代谢率可能增加,而且会导致蚊子携带更多的疟原虫。

这些温度效应结合起来可能增加热带地区疟疾感染的潜力。但是Dillon说,这是否会真正发生则是一个“极端复杂”的问题。

其他因素可能意味着这类代谢率的增加可能反而减少疟疾。例如,其他资源的可利用度可能限制了蚊子种群的生长,或者它们可能根本无法维持更高的代谢率。他说:“它们可能会把自己耗尽。”

疟疾联盟(Malaria Consortium)的疾病预防资深技术专家Tarekegn Abeku说,尽管在东非高原等地区的短期温度变化增加了疟疾传播率,我们不知道缓慢的升温如何影响这种疾病。他说:“在总体上,长期效应还不很清楚。”

英国Grantham气候变化研究所的一位研究人员Paul Parham说,当把这些新发现加入到现有的疾病传播模型中的时候,“代谢率的小变化可能将对疾病传播产生很大的影响”。(生物谷Bioon.com)

生物谷推荐英文摘要:

Nature doi:10.1038/nature09407

Global metabolic impacts of recent climate warming
Michael E. Dillon1, George Wang2,3 & Raymond B. Huey2

1Department of Zoology and Physiology, University of Wyoming, Laramie, Wyoming 82071, USA
2Department of Biology, Box 351800, University of Washington, Seattle, Washington 98195, USA
3Present address: Max Planck Institute for Developmental Biology, Tübingen 72076, Germany.

Documented shifts in geographical ranges1, 2, seasonal phenology3, 4, community interactions5, genetics3, 6 and extinctions7 have been attributed to recent global warming8, 9, 10. Many such biotic shifts have been detected at mid- to high latitudes in the Northern Hemisphere4, 9, 10—a latitudinal pattern that is expected4, 8, 10, 11 because warming is fastest in these regions8. In contrast, shifts in tropical regions are expected to be less marked4, 8, 10, 11 because warming is less pronounced there8. However, biotic impacts of warming are mediated through physiology, and metabolic rate, which is a fundamental measure of physiological activity and ecological impact, increases exponentially rather than linearly with temperature in ectotherms12. Therefore, tropical ectotherms (with warm baseline temperatures) should experience larger absolute shifts in metabolic rate than the magnitude of tropical temperature change itself would suggest, but the impact of climate warming on metabolic rate has never been quantified on a global scale. Here we show that estimated changes in terrestrial metabolic rates in the tropics are large, are equivalent in magnitude to those in the north temperate-zone regions, and are in fact far greater than those in the Arctic, even though tropical temperature change has been relatively small. Because of temperature’s nonlinear effects on metabolism, tropical organisms, which constitute much of Earth’s biodiversity, should be profoundly affected by recent and projected climate warming2, 13, 14.

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