行军蚁的极端温度耐受性可以告知动物种群将如何应对不断变化的气候

德雷克塞尔大学的研究人员对各种行军蚁(Ecitonburchelliiparvispinum)群落进行了采样，以测试它们的栖息地分布如何影响蚂蚁对极端低温和高温的耐受性。他们发现，菌落的耐热性因海拔区域而​​异——但值得注意的是——相似区域内存在显着的耐热性菌落差异，这使团队相信局部对温度的适应并不是导致热生理学差异的唯一因素。

“研究动物如何能够忍受极端高温和低温可以揭示气候变化如何影响动物行为和生态，”德雷克塞尔艺术与科学学院生物学家兼教授肖恩奥唐奈博士说。“这项研究中使用的蚂蚁独特地暴露在其栖息地的温度条件下，因为它们在觅食时一直处于环境条件下-而其他蚂蚁在地下进行大部分活动，从而缓冲它们免受温度影响。”

该团队对哥斯达黎加西北部的殖民地进行了采样，跨越了广阔的海拔范围——考虑到体型和地理位置。

“我们比较了低海拔和高海拔地区之间的平均群体耐热性，以评估群体性能生理学是否与当地热气候相关，并且我们测试了在考虑体型和海拔后群体差异是否明显，”合作伙伴KaitlinBaudier说。-该研究的作者和南密西西比大学的助理教授。

O'Donnell和Baudier是前Drexel博士。学生在他们的数据中发现了三个重要模式，最近发表在生态昆虫学上：

菌落的耐热性差异很大。工人可以忍受的最低和最高温度在不同的殖民地之间有所不同。这意味着动物社会群体可能会受到气候变化的不同影响。

对温度条件的局部适应是难题之一。来自较冷的高海拔地区的殖民地对高温更敏感，对低温更耐受。

在殖民地内，低温和高温耐受性不相关。这解决了热生物学研究中一个重要的悬而未决的问题：它表明影响耐受极热条件能力的机制不同于耐受极冷条件的能力。

Baudier说：“这项工作扩展了我们对从单个蚂蚁到整个蚁群的生物组织的热性能如何变化的理解。”

该团队指出，除了使蚂蚁成为良好研究模型的生理特征外，蚁群在生态学上对它们栖息的森林的功能也很重要。

“行军蚁群作为一个整体运作，可与美洲豹或哈比鹰等大型掠食性动物相媲美——但它不是单一的动物，而是由数十万对热非常敏感的个体组成，”O'说唐奈。“体型较大的食肉动物将能够调节体温，虽然气候变化与这些动物并非无关紧要——但它们对热变化的反应可能会更加缓冲。”

殖民地的生理和生态重要性可以使它们成为识别气候变化早期影响的良好基准。

研究人员希望，通过了解行军蚁群耐受极端高温和低温的能力，他们能够将这些数据与对热环境变化以及气候变化对动物行为和生态可能产生的影响的整体理解联系起来。

ODonnell说：“我们还不太清楚这是为什么——导致这些群体差异的原因是测试站点内的群体之间。”“虽然一些差异是由当地对温度条件的适应所描述的，但我们假设邻近殖民地之间的差异也有遗传基础。”

该小组计划通过研究菌落的遗传学来继续其工作，希望更好地理解为什么菌落在耐受极端温度的能力方面存在差异。

“如果热生理学的显着群体变异与遗传差异有关，那么热环境可能会推动热生理学的进化变化，”奥唐奈说。