Der Einfluss eines Erwärmungsklimas auf Spermien könnte die Ausrottung der Arten beeinflussen

Der Einfluss eines Erwärmungsklimas auf Spermien könnte die Ausrottung der Arten beeinflussenWong Yu Liang / Shutterstock

Seit den 1980s, immer häufiger und intensive Hitzewellen haben zu mehr Todesfällen beigetragen als jedes andere extreme Wetterereignis. Die Fingerabdrücke von Extremereignissen und Klimawandel sind in der natürlichen Welt, in der die Bevölkerung Stress zeigt, weit verbreitet.

Ein üblicher Fingerabdruck einer wärmeren Welt ist eine Bereichsverschiebung, bei der sich die Art einer Art in größere Höhen bewegt oder in Richtung der Pole wandert. Eine Überprüfung von mehreren hundert Studien ergab eine durchschnittliche Verschiebung des 17km-Kurses und der 11-Höhenmeterjedes Jahrzehnt. Wenn jedoch Temperaturänderungen zu stark sind oder Arten zu geografischen Sackgassen führen, kommt es in der Hitze zu lokalen Aussterben.

In 2003, 80% der relevanten Studien fanden die Fingerabdrücke wurden unter Arten beobachtet, von Gräsern über Bäume und Weichtiere bis hin zu Säugetieren. Einige wanderten, andere veränderten ihre Körper, andere veränderten ihren Körper und andere veränderten ihre Lebenszykluszeiten. Eine aktuelle Übersicht von mehr als 100-Studien wurde gefunden 8-50% aller Arten wird durch den Klimawandel bedroht sein.

Hohe Temperaturen und Aussterben

Derzeit haben wir eine beunruhigend begrenztes Wissen davon sind biologische Merkmale empfindlich für den Klimawandel und daher für das lokale Aussterben verantwortlich. Ein potenzieller Kandidat ist jedoch die männliche Fortpflanzung, da eine Reihe von medizinischen und landwirtschaftlichen Studien durchgeführt wird bei warmblütigen Tieren haben gezeigt, dass männliche Unfruchtbarkeit bei Hitzestress auftritt.

Dies war jedoch bis vor kurzem der Fall außerhalb von Fruchtfliegen kaum erforscht bei kaltblütigen Tieren. Dies ist trotz der Tatsache, dass Ektothermen - Organismen, die in ihrer Umgebung Wärme benötigen, um eine geeignete Körpertemperatur aufrechtzuerhalten - den größten Teil der Biodiversität ausmachen. Erstaunlich, fast 25% aller Arten sind vermutlich ein Käfer.

Der rote Mehlkäfer (Tribolium castaneum) ist eine nützliche Ektothermie für große Reproduktionsexperimente, da sie in einem Monat bei 30 ° C vom Ei zum Erwachsenen werden können. Frauen können männliche Spermien in spezialisierten Organen, den sogenannten Spermathecae, lagern, und sie müssen nur 4% eines einzelnen Ejakulats aufbewahren, um Nachwuchs für bis zu 150-Tage produzieren zu können.


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Um das anzusehen Auswirkungen von Hitzewellen auf die ReproduktionDie Käfer wurden entweder Standardkontrollbedingungen oder fünftägigen Hitzewellentemperaturen ausgesetzt, die 5 ° C bis 7 ° C über ihrer bevorzugten Temperatur lagen. Danach paaren sich die Käfer und verschiedene Experimente untersuchten den Schaden für den Fortpflanzungserfolg, die Spermienform und -funktion sowie die Nachwuchsqualität.

Wir fanden heraus, dass die Hitzewellentemperaturen bei 42 ° C die Anzahl der männlichen Nachkommen im Vergleich zu 30 ° C um die Hälfte verringerten, wobei einige Männer keine reifen Spermien in weiblicher Lagerung produzieren konnten, die ebenfalls durch Hitzewellen beschädigt wurden. Die Fortpflanzungsleistung von Paaren, bei denen nur die Frauen ein fünftägiges Hitzewellenereignis durchlebten, war jedoch bei allen Temperaturen ähnlich.

Der Rückgang war wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass sich die Männchen bei der Paarung verschlechterten, weniger Spermien übertragen wurden, weniger Spermien lebendig waren, weniger Spermien in den weiblichen Spermatheken der Weibchen gehalten wurden und mehr Spermien beschädigt und unfruchtbar waren

Zwei Ergebnisse waren besonders besorgniserregend. Diese Käfer und viele kaltblütige Tiere können jahrelang leben und wahrscheinlich mehrere Hitzewellen sehen. Wenn wir Männer zwei Hitzewellenereignissen im Abstand von zehn Tagen ausgesetzt haben, lag ihre Nachwuchsproduktion unter 1% derjenigen von nicht erwärmten Männern.

Dies deutet darauf hin, dass aufeinanderfolgende Hitzewellen den Schaden früherer Wellen verstärken können. Die Schädigung der Langlebigkeit der Nachkommen und der männlichen Fruchtbarkeit war ein weiterer Effekt, der sich über die folgenden Generationen hinweg verstärkte und zu einem Bevölkerungsrückgang führen konnte.

Zu wissen, welche Aspekte der Biologie durch höhere Temperaturen gefährdet werden könnten, ist für das Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf die Natur unerlässlich. Hoffentlich kann dieses neue Wissen helfen, vorherzusagen, welche Arten am wahrscheinlichsten verwundbar sind, und die Naturschützer können sich auf die bevorstehenden Probleme vorbereiten.Das Gespräch

Über den Autor

Kris Sales, Doktorand in Evolution, Verhalten, Ökologie und Entomologie, University of East Anglia

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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