Изменение климата может сократить температурную толерантность холоднокровных животных

Холоднокровные животные (эктотермы) могут выдерживать температуру тела лишь на несколько градусов выше своей обычной максимальной, прежде чем произойдет перегрев. Это может стать проблемой по мере потепления планеты, согласно исследованию Университета штата Калифорния в Сан-Франциско.

Рыбы, рептилии и насекомые могут немного расширить толерантность своего тела к высоким и низким температурам на каждом из крайних значений, но эта "растяжимость", или пластичность, относительно невелика. В результате животные увидят, как их "тепловые пределы безопасности" сокращаются по мере роста глобальных температур.

Наземный эктотерм, такой как ящерица, может повысить свою термоустойчивость примерно на один градус только после повышения температуры окружающей среды на 10 градусов, что затрудняет адаптацию к потеплению. Следовательно, изменения в поведении или эволюционные изменения "могут быть их лучшей надеждой, если они достигнут точки, когда изменение климата станет для них серьезной проблемой".

Однако у водных животных может быть меньше вариантов для изменения поведения, чем у наземных, и неясно, сколько времени потребуется большинству эктотермов для эволюции толерантности к более высоким температурам.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, изучило тепловую пластичность у 232 видов насекомых, ракообразных, рыб, амфибий и рептилий. Тепловая пластичность — это мера "пространства для маневра", которое есть у животного при экстремальных температурах, где оно может поддерживать нормальные функции даже при повышении или понижении внешней температуры выше оптимальной температуры тела.

Ученые предполагали, что эта пластичность следует определенным закономерностям среди эктотермов. Например, суточные и сезонные температуры сильнее варьируются на более высоких широтах, поэтому логично ожидать у эктотермов там более высокой пластичности. В то же время у животных, живущих на более низких широтах, можно было бы ожидать меньшей пластичности, поскольку в тропиках они испытывают меньше температурных колебаний.

Также выдвигалась гипотеза, что эктотермы, способные процветать при самых высоких температурах, будут иметь наименьшую пластичность, поскольку они, возможно, уже находятся на пределах термоустойчивости.

Однако анализ данных не подтвердил эти ожидаемые закономерности. Например, исследователи не обнаружили сильной связи между широтой и тепловой пластичностью в отношении высоких температур.

Животные, живущие на более высоких широтах, могут не иметь такой большой врожденной способности расширять свою термоустойчивость, потому что они могут вместо этого изменить свои привычки, чтобы справиться с экстремальными температурами, например, укрываясь в тени в самое жаркое время дня. "Мы предполагаем, что способность животных регулировать свою тепловую среду через поведение защищает их" от температурных колебаний.

Исследователи обнаружили большую тепловую пластичность, связанную с изменением широты, на самом холодном конце температурного диапазона. Возможно, потому, что у животных не так много способов "поведенчески защитить себя от низких температур". Эктотермы обычно испытывают самые низкие температуры ночью, когда общее изменение температуры меньше и животные не могут, например, регулировать количество получаемого солнечного света.

Также было обнаружено, что водные животные имеют более высокий уровень тепловой пластичности, чем наземные. Это может быть связано с тем, что они живут в среде с меньшими температурными вариациями и меньшим количеством вариантов для защиты с помощью поведенческих изменений, таких как использование деревьев для тени.

Для получения наиболее "обобщаемых результатов, полезных для точного понимания реакции видов на изменение климата, широкие исследования, подобные этому, действительно важны".