Tajemnica cyklu życia – wielkość organizmu a temperatura
Ponieważ wielkość organizmu wpływa na wszystkie aspekty cyklu życia – w tym na płodność i długość życia – zmienne wpływające na wzrost odgrywają kluczową rolę w interakcjach organizmu ze środowiskiem. Paradoksalnie wyższa temperatura spowodowała wzrost wskaźnika TSR (ang. temperature size rule – wskaźnik zależności wielkości ciała od temperatury), przez co mimo wyższych temperatur powodujących szybszy wzrost zwierzęta osiągają mniejsze wymiary końcowe. W celu zbadania czynników wpływających na TSR, w projekcie SCOPE przeanalizowano wpływ temperatury i tlenu na metabolizm, wzrost i przeżywalność zwierząt ektotermicznych żyjących w środowisku wodnym. Naukowcy uczestniczący w projekcie SCOPE zajęli się hodowlą zwierząt w różnych temperaturach i przy różnych stężeniach tlenu. Zaobserwowali, iż klasyczny wskaźnik TSR występował tylko w warunkach ograniczonej ilości tlenu. Wyniki opublikowano na stronie Journal of Thermal Biology i wyjaśniono w animacji dostępnej pod adresem. Aby pogłębić wiedzę na temat fizjologii leżącej u podstaw tego zjawiska, w innym badaniu dokonano analizy cyklu życia ślimaka słodkowodnego L. stagnalis, który żyje w zbiornikach wodnych. Wystawienie na działanie wysokiej temperatury przez okres kilku godzin miało niewielki wpływ na przeżycie mięczaka, co sugeruje, że niski poziom tlenu może mieć większe konsekwencje w dłuższej perspektywie. Testując tę hipotezę, zespół SCOPE przeanalizował dane z ponad 2600 obszarów występowania jętek, gdzie oceniano efekty nieletalne związane z temperaturą wody i biochemicznym zapotrzebowaniem na tlen. W laboratorium określono efekty letalne przy trzech poziomach tlenu. Wyniki opublikowano na stronie Global Change Biology. Dane z badań terenowych i laboratoryjnych wskazują, że ograniczenie poziomu tlenu nie tylko utrudnia przeżycie w ekstremalnych temperaturach, ale także ogranicza rozwój gatunków w terenie w temperaturach znacznie poniżej górnych granic śmiertelności. Jednocześnie dane dotyczące 58 różnych gatunków wykazują spójne różnice dotyczące wrażliwości na działanie niskiego poziomu tlenu i ciepła, które są związane z adaptacją układu oddechowego i interakcjami z siedliskiem tych gatunków. Te wyniki są szczególnie istotne, ponieważ mogą być ekstrapolowane w celu wyjaśnienia podatności innych grup, w przypadku których dane są ograniczone lub niedostępne. Wyjaśnienie podstawowego mechanizmu reakcji termicznych na ograniczenie tlenu będzie miało duże znaczenie dla decydentów, którzy będą mogli określić najlepszy sposób na rozwiązanie problemu globalnego ocieplenia, biorąc pod uwagę fakt, iż zwiększenie natlenienia wody i ograniczenie zanieczyszczeń mogłoby złagodzić skutki zmian klimatycznych.
Słowa kluczowe
Temperatura, zwierzęta wodne, globalne ocieplenie, SCOPE, tlen
