雄性蜻蜓在较热的气候下不那么浮华

气候变暖可能会使它更难吸引配偶和击退对手。

长着美丽翅膀的蜻蜓
翅膀上的色素有助于雄性蜻蜓吸引配偶。霍克111/盖蒂图片

当温度上升时,男性蜻蜓一项新的研究发现,它们的翅膀失去了一些艳丽的色素沉着。 褪去黑斑有助于调节它们的体温,但这会使它们更难吸引配偶和抵御对手。

雄性蜻蜓通常有黑色的翅膀图案,吸引雌性伴侣,同时吓唬潜在的竞争对手。

Michael Moore说:“只有条件最好的雄性才能够产生真正大的色素斑,因此它们的竞争对手似乎知道,如果他们用大斑挑战雄性,它们就会输,而雌性似乎更喜欢大斑的雄性。”,这项研究的负责人、圣路易斯华盛顿大学活地球合作组织的一名博士后研究员告诉Treehugger。

但是这种深色的色素沉着会使昆虫的身体发热,就像在炎热的阳光下穿深色的衣服一样。有大量的深色翅膀色素沉着会使蜻蜓的体温升高2摄氏度(大约3.5华氏度)。

摩尔说:“翅膀上的深色色素似乎能吸收太阳辐射,能量转化为热量。因此,斑块较大的雄性比斑块较小或完全没有斑块的雄性更热。”。

“在寒冷的条件下,这种额外的加热似乎对雄性的飞行能力有一定的好处。然而,在温暖的条件下,这种额外的加热可能会非常有害,有可能损坏翅膀组织,导致雄性体温过热,甚至可能导致雄性死亡。”

翅膀和天气

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上,研究人员利用公民科学家在《自然》平台上的观察结果,创建了一个包含319种蜻蜓的数据库。

首先,他们观察了蜻蜓是否已经适应了气候变暖和翅膀颜色的进化变化。他们发现,在气候变暖的物种中,雄性蜻蜓的翅膀颜色进化得更少。

摩尔说:“研究的这一部分还表明,在一个特定的物种中,适应该物种范围内较温暖部分的种群进化出的雄性翅膀颜色比适应该地理范围内较冷部分的同种种群少。”。

“表明物种和物种内的种群对相同的环境因素表现出相似的反应提供了强有力的证据,证明雄性翅膀颜色较少的进化是蜻蜓适应更温暖气候的一种真正一致的方式。这让我们怀疑蜻蜓是否也会随着环境的变化而改变翅膀颜色。”地球的气候继续变暖。”

因此,他们利用近3000名市民科学家对10种蜻蜓的观察结果,测量了翅膀的颜色和每种昆虫被观察的年份。他们将这些观察结果与北美每年的气温相匹配,发现从2005年到2019年,在较温暖的年份被发现的雄性蜻蜓它们翅膀上的颜色比在寒冷年份观察到的同一物种的翅膀上的颜色要少。

他们发现,与凉爽的年份相比,自然选择阻止了高度装饰的雄性蜻蜓在温暖的年份繁殖。

根据他们的测量结果,研究人员预测雄性蜻蜓应该在未来50年内失去适量的翅膀色素沉着,以适应全球气温的上升。

当雄性蜻蜓牺牲它们的浮华来保持凉爽时,雌性蜻蜓却没有做出同样的改变。

摩尔说:“在大多数情况下,雌性翅膀的色素沉着对气候温度没有反应。在一些非常有趣的情况下,雌性翅膀的色素沉着对气候的反应与同种雄性翅膀的色素沉着完全相反。”。

“我们还不知道到底是什么决定了这些蜻蜓雌性翅膀色素沉着的进化。然而,这些结果确实表明,一种性别对气候的反应可能与另一种性别截然不同。”许多关于植物和动物如何应对全球气候变化的研究都假设两性会以类似的方式做出反应,而我们的研究确实表明,这可能不是一个很好的假设。”

翅膀上有不同数量的色素有助于同一物种的雄性和雌性彼此识别。如果雄性翅膀的色素沉着由于温度升高而适应,而雌性翅膀的色素沉着由于另一个原因而进化,雌性可能不再能够识别自己物种的雄性,这可能导致它们与不同物种的雄性交配。

摩尔说:“与交配有关的特征的快速变化可能会妨碍一个物种识别正确配偶的能力。尽管我们的研究表明,随着世界变暖,这些色素沉着的变化似乎很可能发生,但其后果我们还真的不太清楚。”

查看文章来源
  1. Moore,Michael P.等人。”性别特异性装饰物进化是蜻蜓跨时空气候适应的一致特征."美国国家科学院院刊,第118卷,第28期,2021年,第e2101458118页,doi:10.1073/pnas.2101458118