L'effetto del clima di riscaldamento sullo sperma potrebbe tenere la chiave dell'estinzione delle specie

L'effetto del clima di riscaldamento sullo sperma potrebbe tenere la chiave dell'estinzione delle specieWong Yu Liang / Shutterstock

Dal momento che gli 1980s, ondate di calore sempre più frequenti e intense hanno contribuito a più morti di qualsiasi altro evento meteorologico estremo. Le impronte digitali degli eventi estremi e dei cambiamenti climatici sono diffuse nel mondo naturale, dove le popolazioni mostrano risposte di stress.

Un'impronta digitale comune di un mondo più caldo è uno spostamento di gamma, in cui la distribuzione di una specie si sposta verso le altitudini più elevate o migra verso i poli. Una recensione di diverse centinaia di studi ha trovato un Spostamento medio di 17km verso pico e metri di 11 in salita, ogni decennio. Tuttavia, se i cambiamenti di temperatura sono troppo intensi o portano le specie ai vicoli ciechi geografici, si verificano estinzioni locali nel calore.

In 2003, 80% di studi rilevanti ha trovato le impronte digitali sono stati visti tra le specie, dalle erbe agli alberi e dai molluschi ai mammiferi. Alcuni hanno migrato, alcuni hanno cambiato colore, altri hanno cambiato il loro corpo e alcuni hanno cambiato i tempi del loro ciclo di vita. Una recente revisione di più di 100 studi trovati 8-50% di tutte le specie sarà minacciato dal cambiamento climatico come risultato.

Temperature elevate ed estinzioni

Attualmente, abbiamo un conoscenza inquietantemente limitata di cui i tratti biologici sono sensibili ai cambiamenti climatici e quindi responsabili delle estinzioni locali. Tuttavia, un potenziale candidato è la riproduzione maschile, perché una serie di studi medici e agricoli in animali a sangue caldo hanno dimostrato che l'infertilità maschile si verifica durante lo stress da calore.

Tuttavia, fino a poco tempo fa questo aveva raramente è stato esplorato al di fuori delle mosche della frutta in animali a sangue freddo. Ciò nonostante il fatto che gli ectotermi - organismi che fanno affidamento sul calore nel loro ambiente per mantenere una temperatura corporea adeguata - comprendono la maggior parte della biodiversità. Sorprendentemente, quasi 25% di tutte le specie si pensa di essere un coleottero.

Lo scarabeo rosso della farina (Tribolium castaneum) è un ectotherm utile per grandi esperimenti sulla riproduzione, dal momento che possono passare dall'uovo all'adulto in un mese a 30 ° C. Le femmine possono conservare lo sperma maschile in organi specializzati chiamati spermathecae e hanno solo bisogno di mantenere 4% di un singolo eiaculato per consentire loro di produrre prole per un massimo di giorni 150.


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Per guardare il impatto delle ondate di calore sulla riproduzione, i coleotteri erano esposti a condizioni di controllo standard oa cinque giorni di temperature da onda calda, che erano da 5 ° C a 7 ° C sopra la loro temperatura preferita. Successivamente, i coleotteri si sono accoppiati e una varietà di esperimenti ha cercato di danneggiare il loro successo riproduttivo, la forma e la funzione dello sperma e la qualità della prole.

Abbiamo scoperto che le temperature dell'onda di calore 42 ° C dimezzavano il numero di maschi che i maschi potevano produrre rispetto a 30 ° C, con alcuni maschi che non riuscivano a produrre alcuno spermatozoo maturo nello stoccaggio femminile che subiva anche danni da ondate di calore. Tuttavia, la produzione riproduttiva di coppie in cui solo le femmine hanno sopportato un evento di cinque giorni di ondata di calore era simile in tutte le temperature.

Il declino era probabilmente dovuto a una combinazione di maschi che peggioravano all'accoppiamento, meno spermatozoi trasferiti, meno spermatozoi trasferiti vivi, meno spermatozoi mantenuti negli spermathecae delle femmine e più spermatozoi danneggiati e sterili

Due risultati sono stati particolarmente preoccupanti. Questi coleotteri, e molti animali a sangue freddo, possono vivere per anni ed è probabile che vedano più ondate di calore. Quando abbiamo esposto i maschi a due eventi di ondata di calore, a dieci giorni di distanza, la produzione della loro prole era inferiore al 1% rispetto a quella dei maschi non riscaldati.

Ciò suggerisce che le ondate di calore successive possono aggravare il danno di quelle precedenti. Il danno alla longevità della prole e alla fertilità maschile è stato un altro effetto che si è aggravato nelle generazioni successive e potrebbe portare a una spirale di diminuzione della popolazione.

Sapere quali aspetti delle temperature più alte della biologia potrebbero compromettere è essenziale per capire come i cambiamenti climatici influenzano la natura. Si spera che questa nuova conoscenza possa aiutare a prevedere quali specie sono più suscettibili di essere vulnerabili, consentendo agli ambientalisti di prepararsi per i problemi futuri.The Conversation

Circa l'autore

Kris Sales, PhD Candidato in evoluzione, comportamento, ecologia ed entomologia, University of East Anglia

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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