美国 - 艾赫巴里通讯社
某些粪金龟深挖以保持卵凉爽
在自然界巧思的引人入胜的展示中，某些种类的粪金龟可能正在开发出一种内在的防御机制，以应对日益加剧的气候变化威胁。生态学家 Kimberly Sheldon 提出的新研究表明，温带彩虹金龟（一种穴居金龟）拥有一种非凡的行为适应能力：它们会本能地挖掘更深的隧道，将卵产在土壤更凉爽的深处。这一策略确保了它们正在发育的后代能够保持在可生存的温度范围内，即使全球变暖导致环境温度升高。
Sheldon，隶属于田纳西大学诺克斯维尔分校，在俄勒冈州波特兰市举行的综合与比较生物学学会（Society for Integrative and Comparative Biology）最近一次会议上分享了这些重要的发现。研究表明，这种深挖行为是一种至关重要的生存机制，使这些昆虫能够为其后代维持稳定的微气候。与之形成鲜明对比的是，初步的实地实验表明，它们的热带近亲缺乏这种行为可塑性，这使得它们可能更容易受到全球变暖影响的威胁。
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温带彩虹金龟（Phanaeus vindex）以其独特的繁殖方式而闻名。与那些将粪球滚到地面作为育儿所的物种不同，这些葡萄大小的金龟会挖掘复杂的隧道系统。然后，它们会将粪便运入这些地下腔室，精心将其塑造成一个紧凑的球体，并在其中产下一个卵。这种地下孵化方法为抵御极端环境波动（包括温度波动和干燥）提供了天然的缓冲。
为了研究这些金龟是否会积极利用更凉爽、更稳定的土壤温度，Sheldon 和她的团队设计了一种创新的实验装置。他们在田野环境中，将“温室”（本质上是顶部有一个小开口的塑料锥体）放置在装满土壤的埋藏水桶上。这些锥体的设计目的是增强太阳辐射，从而将水桶内的温度提高约 2 摄氏度（高于环境空气温度）。虽然放置在这些锥体下的金龟经历了更温暖的条件，但开口允许自然天气波动，模仿了真实世界中的环境变异性。
Sheldon 对这一现象的研究始于六年多前。她早期的工作曾揭示，当雌性粪金龟暴露在模拟的热应激（通过“温室”）下时，它们会将卵埋得比平均深度深五厘米——大约在地表以下 21 厘米处。这种更深的放置导致孵化温度平均降低 1 摄氏度。然而，一场毁灭性的洪水摧毁了研究地点，阻止了她最终得出结论，即这种行为调整是否提高了后代的存活率。
2023 年，她的团队重复了这项实验，以验证他们最初的观察结果。结果是决定性的：尽管“温室”造成了升高的温度，但从更深的粪球中孵化出的幼年金龟的存活率，与那些在较浅、未受干扰的水桶中孵化的相比，是可以相提并论的。这一结果有力地支持了深层挖掘是体温调节和生存的有效适应的假说。
这一发现与关于动物对气候变化反应的更广泛观察结果一致。研究人员已经注意到其他物种中类似的行为调整，例如某些盗汗蜂（sweat bees）和树蛙，它们会改变它们的活动或栖息地来应对更温暖的条件。然而，即使在密切相关的物种中，这种适应性行为的能力也不是普遍存在的。
在厄瓜多尔进行的平行实验中，Sheldon 的团队研究了一个热带近亲——Oyxternon silenus。与它们的温带表亲不同，即使在模拟变暖的条件下，这些热带金龟在埋藏粪球的深度上也没有显示出任何变化。这种行为灵活性缺乏对其繁殖成功的影响尚不清楚。Sheldon 认为，历史上以更稳定为特征的热带气候，对这些物种的行为适应性施加的进化压力较小。因此，温带彩虹金龟主动管理其热环境的能力尤其值得注意，并且 Sheldon 认为，对于面临前所未有环境变化的物种来说，其影响是“令人担忧”的。
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这项研究强调了行为可塑性在物种应对环境变化中的韧性方面所起的关键作用。它阐明了生物体适应不断变化条件的各种进化途径，并强调了缺乏这种灵活性的物种的潜在脆弱性。了解这些适应机制对于预测快速变暖的世界中生物多样性的未来轨迹以及为保护工作提供信息至关重要。
