从鸡蛋中出来的棕色小茴香。

如今,关于人类土地使用(例如城市化)如何影响野生动植物的讨论很多。尽管在本次讨论中经常以茴香为中心(Winchell等人2016; Tyler等人2016; Chejanovski等人2017; Lapiedra等人2017; Winchell等人2018),但大部分工作都集中在测量成年男性的表型。尽管我们知道这些生境对环境扰动极为敏感,并且有可能影响种群动态,但很少有工作来了解大规模生境的改变如何影响生命的早期阶段(Carlo et al 2018)。胚胎对环境变化特别敏感,因为它们缺乏通过调整行为来应对不利条件的能力(即,它们可以’逃跑)。自1980年以来’s, we’我们已经知道鸡蛋的死亡率会对人口密度产生巨大影响,甚至决定这些密度如何逐年变化(Andrews 1982; Andrews 1988; Chalcraft and Andrews 1999)。尽管如此,在考虑栖息地变化对物种的影响时,很少关注胚胎发育和卵的存活。

在新发表的论文中(大厅& Warner 2018),我们试图了解城市和郊区的极端地面温度(即 城市热岛效应)影响胚胎发育的方式。由于缺乏树冠覆盖(即树木)和大量的吸热表面(例如混凝土),城市和郊区往往比邻近的森林地区温暖得多,这意味着城市和郊区的巢穴​​温度更高区域与邻近森林地带的对比(Tiatragul等人,2017)。温暖的温度通常会对胚胎发育产生积极影响。然而,极高的温度会导致死亡甚至发育速度减慢(Sanger等人2018)。

图1.我们的实验设计概述,以了解城市孵化制度如何影响胚胎发育和存活。来自森林和城市人口的卵被分解分配到森林和城市的孵化处理中。在整个发育过程的大约四分之一处,一些卵暴露在实地测得的温度峰值(39或43°C峰值)下。卵按照指定的孵化模式(城市与森林)完成了发育,并在实验室中监测了孵化期三个月的孵化率和存活率。

我们收集了波多黎各波多黎各凤头对的繁殖对,在实验室中进行了繁殖,并将它们的卵进行了各种孵化条件的模仿,模仿了森林和城市栖息地的巢温(实验设计见图1)。我们的某些孵化处理使胚胎暴露于从野外测量到的急性热应力(即热尖峰)(图2)。

图2.在蜥蜴筑巢的区域测得的地面温度的热峰值。在实验中,我们使用了在研究区域测得的最热的峰值温度(峰值为43°C),而将极端峰值的温度峰值降低了一个(峰值39°C)。提供其他热峰值(灰色线)和城市(蓝色)和森林(绿色)的平均每日巢温作为参考。

我们发现,最热的温度峰值会降低鸡蛋存活率高达24%。但是,极低的峰值(39°C峰值)对存活率的影响很小。另外,热尖峰倾向于减慢发育速度。即使卵仅在发育过程中的一天经历热峰值,但经历峰值的卵的潜伏期却比对照组长(无峰值)(图3)。尽管发育速率随温度升高而增加,但胚胎可能在极高的温度下(即滞育)减慢或停止发育。

图3.每种处理的潜伏期。绿色框显示的是在森林温度较低时孵化的蛋的结果,蓝色框显示的是在城市温度较高时孵化的蛋的结果。控件没有出现热尖峰。括号中的温度是实验组的热尖峰的峰值温度。小写字母表示统计意义。

为了更好地了解热尖峰对胚胎代谢的影响,我们测量了热尖峰之前,之中和之后的心率。在体温高峰期间,心率猛增(图4a),这使我们怀疑滞育是发育速度降低的原因。然而,在热峰值后长达24小时内,心率下降了多达10%(图4b)。因此,发育速率降低的原因可能是由于在热峰值之后发生的代谢抑制,而不一定是在热峰值期间。虽然我们’一段时间以来,人们已经知道极高的温度会减慢发育速度,我们的结果表明,极高的温度会持续影响发育速度。现在需要的是确切知道这种代谢抑制持续多长时间。根据这项研究进行以来收集的数据,暴露后至少持续48小时。

图4.在热尖峰峰值温度下(图A)以及在热尖峰之前24小时(实心圆)和在热尖峰之后24小时(实心圆)(图B)的肛门胚心率。星号表示与对照组相比加标处理的统计学意义(A),以及与之前相比(B)对于热加标后的心率。

重要的是要注意,如果在这些峰值温度中的任何一个位置长时间孵育,胚胎将无法存活。实际上,超过34°C的恒温可能会导致总死亡率。爬行动物的巢温度通常会超过允许成功发育的最大恒定温度(Angiletta等,2013; Sanger等,2018)。的确, Putter Tiatragul 表明迈阿密的小蚁巢温度经常超过34°C。尽管有这些知识,但很少做任何工作来发现短暂暴露于极端巢温如何影响发育模式。我们的工作为极端温度如何影响发展提供了生态上有意义且新颖的评估,并增进了我们对城市化对野生动植物影响的理解。

安德鲁斯(R.M。),1982年。蜥蜴Anolis limifrons卵死亡率的空间变化。 爬虫学,第165-171页。

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