气候变化下热带鱼类的冬日生存密码:早期生命史特征与温带海域扩张的关键联系

《Marine Biology》:Early life history traits and elevated growth trajectories associated with survival into winter in range-expanding coral reef fish

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Marine Biology 2.1

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  为探究热带流浪鱼类在温带海域越冬生存的影响因素,研究人员以扩张至澳大利亚东南部温带海域的黑背鼻鱼(Abudefduf vaigiensis)为对象,分析其早期生命史特征。结果发现,较大孵化和定居尺寸、较高体况及较低定居水温利于越冬,这为预测物种响应气候变化提供依据。

  在全球气候变化的大背景下,海洋生态系统正经历着深刻的变革。热带地区的海洋生物,原本生活在温暖的海域,可随着海水温度不断升高,它们开始向温带海域进军。这一变化看似简单,实则暗藏玄机。对于这些热带鱼类来说,温带海域的冬天是个巨大的挑战。在温带海域,冬季海水温度大幅下降,许多热带鱼类难以适应,死亡率极高。所以,探究哪些因素能帮助它们度过寒冬,成为了科学家们亟待解决的重要问题。
为了揭开这个谜团,澳大利亚的研究人员针对黑背鼻鱼(Abudefduf vaigiensis)展开了深入研究。这种热带雀鲷正不断扩大其活动范围,进入澳大利亚东南部的温带海域。研究成果发表在《Marine Biology》杂志上。
研究人员运用了多种技术方法。首先是样本采集,他们在 2022 年至 2023 年期间,从澳大利亚悉尼的浅礁区域采集了 122 条黑背鼻鱼样本 。接着进行耳石分析,通过研究耳石(鱼内耳中的钙化结构)的微观结构,获取鱼类早期生命史特征信息,如孵化时的大小、浮游幼体持续时间(PLD)、定居时的大小等。同时,利用海表面温度(SST)数据确定冬季开始的时间以及鱼类定居时的水温。最后,运用逻辑回归分析和广义相加模型(GAMs)等统计方法,探究影响鱼类越冬生存的因素和生长轨迹差异。
下面来看具体的研究结果:
  • 早期生命史特征与越冬生存的关系:通过逻辑回归分析发现,孵化时体型较大(优势在于拥有更多卵黄储备、更好的感官和游泳能力,有助于应对温带海域的新环境挑战)、定居时体型较大(在生长发育过程中能更高效地获取营养,为过冬储备能量)以及捕获时身体状况较好(但该因素受生理特征和环境压力复杂相互作用影响,其与生存的关系存在一定不确定性)的鱼,更有可能在冬季存活。而较高的定居水温则会降低鱼类越冬生存的几率,这表明在温带海域,较晚且在水温较低时定居,可能更有利于鱼类适应即将到来的冬季。
  • 早期生长率差异:利用广义相加模型(GAMs)研究发现,成功越冬的鱼和未越冬的鱼生长轨迹存在差异。越冬鱼平均体型更大,且两组鱼都呈现非线性生长模式。越冬鱼个体间生长模式的变异性更高,这意味着在温带环境中,它们的生长模式具有一定的灵活性,多种生长轨迹都可能有助于它们在冬季存活。
    研究结论和讨论部分意义重大。该研究明确了早期生命史特征(ELHTs)对热带鱼类在温带地区越冬生存的重要性。较大的孵化和定居尺寸、较高的体况,以及合适的定居时间和水温,都显著影响着黑背鼻鱼的越冬生存。这不仅有助于我们理解这些鱼类在新环境中的生存机制,还能为预测海洋物种如何响应气候变化提供关键依据。不过,研究也存在一定局限性,比如采样过程可能导致数据存在一定依赖性,影响研究结果的准确性 。未来还需要开展更多对比研究,涵盖更多物种,以及进行多年研究,考虑环境条件的年际变化,从而更全面地评估这些发现的普遍性。
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