人工光与温度协同作用对太平洋田蟋的影响：探究城市压力源的复杂效应

《Behavioral Ecology and Sociobiology》：Artificial light at night and temperature as combined stressors on the development, life-history, and mating behaviour of the Pacific field cricket, Teleogryllus oceanicus

为探究人工光（ALAN）和温度对生物的影响，墨尔本大学研究人员以太平洋田蟋为对象，发现温度影响大，二者联合作用有限，为研究城市压力源提供参考。

　　

在城市不断扩张的时代，城市环境中的生物正面临着前所未有的挑战。人工光（ALAN）和城市热岛（UHI）效应这两大压力源，如同隐藏在城市角落的 “生态杀手”，悄然改变着生物的生活。

光污染，这个在夜晚愈发明显的问题，使城市的夜空不再黑暗。它干扰了生物的昼夜节律，就像打乱了生物体内的 “生物钟”，影响着它们的生理和行为。而城市热岛效应，让城市温度持续升高，就像给城市穿上了一层 “保暖衣”，这对生物的生存和繁衍同样影响巨大。

目前，虽然我们知道 ALAN 和 UHI 效应单独作用时对生物有多种影响，但对于它们共同作用的效果却知之甚少。尤其是在性信号传递和繁殖方面，二者的交互作用几乎是一个 “黑匣子”。为了揭开这个谜团，墨尔本大学（The University of Melbourne）的研究人员开展了一项针对太平洋田蟋（Teleogryllus oceanicus）的研究。这项研究成果发表在《Behavioral Ecology and Sociobiology》上，为我们理解城市压力源对生物的影响提供了重要线索。

研究人员采用了完全随机化设计，模拟城市中的光污染和热岛效应，对太平洋田蟋进行实验。实验从太平洋田蟋的野生种群中选取样本，在实验室环境下进行培育。在实验过程中，设置了不同的温度和光照条件，模拟自然环境中的变化。研究人员通过观察田蟋的生长发育、生存情况、性信号传递和交配行为等多个方面，来探究这两种压力源的影响。

研究结果如下：

1. 生长和生存：研究发现，在 UHI 处理下，幼年田蟋的存活率显著降低。成年田蟋中，在对照温度下饲养的雌性田蟋发育时间比 UHI 处理下的更长；而雄性田蟋在对照温度下发育较慢，在 ALAN 环境下发育略快。UHI 处理的雌性田蟋成年后体型较小，而雄性田蟋体型不受影响。此外，UHI 处理还导致成年田蟋的寿命缩短12。
2. 交配行为：光照处理对交配行为没有明显影响，但温度会影响雄性田蟋引发雌性田蟋爬背的潜伏期，UHI 处理下的雄性田蟋所需时间更短。而且，雄性田蟋与第一只雌性田蟋交配时，各项行为的潜伏期都比与第二只雌性田蟋交配时短3。
3. 雄性性信号：雄性田蟋产生求偶叫声的可能性与体型有关，而与发育温度和光照处理无关。在求偶叫声的结构方面，高温饲养的雄性田蟋在主成分分析（PCA）中的 PC3 值更高，该成分与鸣叫次数和时长等有关45。

研究结论和讨论部分指出，对于太平洋田蟋而言，UHI 处理下的高温对其发育、生存和交配结果的影响，远远大于 ALAN 的影响。虽然升高的温度会导致幼年田蟋发育加快，但同时也降低了它们的存活率。不过，高温环境下的雄性田蟋在求偶方面似乎更具优势，这可能会提高它们的繁殖成功率。相比之下，ALAN 对太平洋田蟋的影响并不明显，这与之前对其近缘物种的研究结果不同，表明不同物种对 ALAN 的反应可能存在差异。此外，研究还发现，ALAN 和温度之间的相互作用有限。

这项研究意义重大，它让我们更加清楚地认识到城市压力源对生物影响的复杂性。UHI 效应不仅改变了田蟋的关键生命史特征，还影响了它们的性选择，这可能会对个体的适应性产生影响，甚至有可能导致城市和农村种群之间的分化。而 ALAN 在本研究中的有限影响，也提醒我们在研究其他物种时，不能一概而论。未来，随着城市的进一步发展，ALAN 和温度预计还会持续增加，理解它们对生物的影响，对于保护生物多样性和生态平衡至关重要。

研究人员为开展这项研究，主要运用了以下关键技术方法：

1. 实验设计：采用完全随机化设计，设置不同温度（对照、UHI）和光照（黑暗、ALAN）处理，模拟自然环境中的压力源。
2. 样本培养：从太平洋田蟋的野生种群获取样本，在实验室多代培养后进行实验。
3. 数据监测：在田蟋生长过程中，定期监测其生存、发育等情况；通过录音和观察等方式，记录成年田蟋的性信号和交配行为。
4. 数据分析：运用 R 软件进行统计分析，包括广义线性模型、主成分分析等，探究不同因素对田蟋各项特征的影响。