血液滲透壓變化揭示哺乳類於氣候變遷下的生理壓力
编辑者: Tetiana Martynovska 17
一項針對野生哺乳動物的生態學研究確立了血液滲透壓(blood osmolality)作為衡量其在氣候變遷衝擊下生理負荷的精確指標。這項研究特別聚焦於棲息於南非多肉灌木林(Succulent Karoo)的非洲條紋鼠(African striped mice),證實了環境的嚴峻程度與其血液濃度的增加之間存在可量化的關聯性。
研究團隊利用了長達十二年的田野數據,探討了非洲條紋鼠血清滲透壓的季節性波動。該地區氣候特徵為冬季濕潤且食物資源豐富,而夏季則酷熱乾燥,資源極度匱乏。在極端乾旱環境中,動物必須維持體內水分平衡,血清滲透壓提供了一個整合性的生理指標來評估脫水狀況,但先前缺乏針對野生哺乳動物跨越數個季節和年份進行此類測量的研究。研究人員發現,在食物供應稀少的旱季,條紋鼠的血清滲透壓顯著升高,反映其水分調節面臨壓力。雖然氣溫在跨季節預測滲透壓方面表現最佳,但在旱季內部,食物的可用性更能解釋滲透壓的變異程度。
具體而言,研究人員 Aurelie Vinot、Lindelani Makuya 等人,利用 Antoine Stier 提供的滲透壓計進行分析,發現當氣溫飆升至攝氏40度以上,且作為唯一水分來源的食物供應銳減時,條紋鼠的血液濃度會增加。在嚴酷的旱季期間,血清滲透壓平均比溫和的濕潤季節高出5 mosmol kg⁻¹,直接反映了動物脫水程度的加劇。面對極端高溫和食物限制,Carsten Schradin 博士指出,這些條紋鼠展現出適應性,能透過降低活動量和基礎代謝率,將每日的能量消耗減少30%。此外,研究還發現,能夠取食富含水分的多汁植物(succulents)的個體,其脫水程度明顯低於食物選擇較少的同類。
這項研究的意義在於確立了血清滲透壓作為乾旱哺乳動物環境嚴苛程度的可靠指標。該研究團隊,包括來自斯特拉斯堡大學(Université de Strasbourg)和威特沃斯蘭德大學(University of the Witwatersrand)的學者,旨在理解動物如何透過行為和生理機制適應不斷變化的自然環境,這對於預測氣候變遷下的物種存續至關重要。從宏觀氣候變遷背景來看,南非的氣候預測顯示未來七十年內部分地區溫度將上升攝氏6度、降雨量減少40%,與條紋鼠面臨的乾旱壓力形成區域性呼應。這些生理指標的量化,為保育管理者在乾旱期間進行食物和水源調度決策提供了科學依據。
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來源
The Conversation
Journal of Experimental Biology
PubMed
ResearchGate
Journal of Experimental Biology
ResearchGate
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