顯微鏡下的紅色面粉甲蟲的精子

全球氣候變化對人類生存環(huán)境的影響，想必大家都已有所聽聞，但東英吉利大學(xué)的一項(xiàng)新研究卻發(fā)現(xiàn)，氣候變化還可能會對雄性的生殖能力構(gòu)成威脅。

在發(fā)表于《自然通訊》雜志上的論文中，研究人員指出，熱浪（heatwave，持續(xù)性極端高溫天氣）會破壞昆蟲的精子，并對后代的生殖能力構(gòu)成負(fù)面影響。

研究人員認(rèn)為，這種由持續(xù)性極端高溫天氣對雄性生殖能力所構(gòu)成的影響，或能解釋眾多由氣候變化對生物多樣性所造成的影響，比如物種滅絕。

領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的東英吉利大學(xué)生物科學(xué)系馬修·蓋奇教授說：“我們此前就知道生物多樣性正在受氣候變化影響，比如熱浪等極端天氣事件會減少生物的數(shù)量，而過于劇烈的溫度變化則有可能會導(dǎo)致局部滅絕，但造成這些現(xiàn)象的具體原因和具體的影響程度都很難說。現(xiàn)在我們的研究顯示，造成這種現(xiàn)象的原因之一可能與精子有關(guān)，因?yàn)榫拥馁|(zhì)量對氣候變化十分敏感?！?h3>殺死精子的高溫天氣

研究人員首先將兩組紅色面粉甲蟲分別放置于模擬的高溫環(huán)境和持續(xù) 五 天的熱浪環(huán)境中，并觀察高溫對甲蟲生殖能力的影響。其中，高溫環(huán)境比甲蟲的適宜生存溫度高五攝氏度，熱浪環(huán)境則比甲蟲的適宜生存溫度高七攝氏度。

結(jié)果表明，熱浪顯著減少了雄性甲蟲的精子數(shù)量，而第一波熱浪過后的第二波熱浪則幾乎殺死了雄性甲蟲的全部精子。雖然熱浪對雌性甲蟲的生殖能力幾乎沒有影響，但由于雄性生殖能力下降，甲蟲群體的整體生殖能力還是會因熱浪而顯著下降。

根據(jù)研究所收集的數(shù)據(jù)，第一波熱浪會使雄性精子的數(shù)量減少約3/4，即便還有約1/4的剩余，但在生殖過程中已經(jīng)很難成功進(jìn)入雌性體內(nèi)完成受精，與對照組相比大多數(shù)在受精前死亡。

除了精子的數(shù)量和質(zhì)量會受到熱浪影響，雄性甲蟲的交配行為也會減半。論文第一作者克里斯·塞爾斯說：“影響的程度很驚人，但我們發(fā)現(xiàn)熱浪還將對受熱浪影響的甲蟲的后代構(gòu)成影響?！?h3>還會影響后代

克里斯·塞爾斯說：“數(shù)據(jù)表明，經(jīng)歷了相隔 10 天的兩波熱浪后，雄性甲蟲不僅生殖能力近乎喪失，其后代產(chǎn)生的精子數(shù)量也不及對照組的 1%，壽命也較健康甲蟲更短。鑒于自然界中的昆蟲可能會‘連續(xù)經(jīng)歷多次熱浪事件，如果沒有足夠多的健康雄性來扳回種群的生殖能力，就可能會造成物種滅絕?！?/p>

研究人員認(rèn)為，極端氣候?qū)π坌院蟠挠绊?，可能是因?yàn)榧ち业臏囟茸兓o初代甲蟲造成了難以承受的壓力，而這種“經(jīng)歷”會通過表觀遺傳印記遺傳給后代。

塞爾斯說：“甲蟲通常被認(rèn)為占構(gòu)成地球生物多樣性的1/4，因此我們的研究對于了解氣候變化如何對生物構(gòu)成影響非常重要。此前已有研究表明，熱休克會對溫血動物的雄性生殖能力構(gòu)成負(fù)面影響，甚至還會導(dǎo)致哺乳動物不能生育?！?/p>

研究人員表示，他們希望這項(xiàng)研究的結(jié)果能被整合到預(yù)測物種應(yīng)對氣候變化的脆弱性模型中，幫助人們了解氣候變化可能對地球生物多樣性造成的破壞，并為有關(guān)的保護(hù)活動提供信息。（本刊綜合整理）（編輯/費(fèi)勒萌）