耐寒蛙利用光周期积累冷冻保护剂：一个潜在的生态陷阱。

IF 3.7 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Animal Ecology Pub Date : 2025-09-01 DOI:10.1111/1365-2656.70125

Troy C. Neptune, Diana C. Koester, Michael F. Benard

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摘要

气候变化正在破坏光周期作为温度季节性变化信号的可靠性。温带和北极物种尤其容易受到光周期和温度不匹配的影响，因为这些地区的冬季变暖速度比世界其他地区更快。依靠秋季光周期触发生理适应来度过冬季的生物体可能会错误地确定冬季开始的时间，并表现出适应不良的反应。我们将一种耐寒两栖动物——东部灰树蛙（Hyla versicolor）暴露于光周期的变化中，并测量了其抗冻剂储备（肝脏中储存的糖原）、热耐受性和变质后的生长情况。我们在温暖的生长环境中饲养树蛙，从卵发育到幼蛙阶段，在三个光周期下饲养树蛙。实验结束时，幼鱼处于模拟6月下旬、9月下旬和11月初（分别为早、中、晚）的光周期。我们发现，在季节后期的光周期下，灰色树蛙积累了大量的冷冻保护剂(即。“防冻剂”)，并表现出更强的耐寒性。与其他光周期的个体相比，在晚季光周期下饲养的树蛙肝脏组织中糖原浓度更高，肝脏更大。这导致了来自季末光期的树蛙的总肝糖原比季初光期的树蛙多13.8倍，比平均季节光期的树蛙多8.2倍。与早季光周期的树蛙相比，晚季光周期的树蛙也表现出较低的临界热最小值，但没有临界热最大值。然而，在晚季光期的树蛙在幼年期的尺寸特异性生长速率也降低了，这表明这些生理越冬策略的潜在成本。光周期在不降低温度的情况下，诱导了所有这些生理变化。我们的研究结果强调了光周期作为北美广泛存在的两栖动物越冬准备的线索的重要性。然而，随着气候变化不断延长生长季节，依靠光周期为越冬做准备的生物可能因此进入一个生态陷阱，即光周期不再准确地指示温度的季节变化。

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Freeze-tolerant frogs accumulate cryoprotectants using photoperiod: A potential ecological trap

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Journal of Animal Ecology 环境科学-动物学

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期刊介绍： Journal of Animal Ecology publishes the best original research on all aspects of animal ecology, ranging from the molecular to the ecosystem level. These may be field, laboratory and theoretical studies utilising terrestrial, freshwater or marine systems.