我所马春森团队发现不同生命阶段的热浪对世界性害虫小菜蛾的存活和繁殖产生不同影响

随着全球气候变暖，热浪发生频率和持续时间趋于增加。具有较短生活史的生物可能在其特定的某一个或多个生命阶段经历热浪。阐明发生在不同生命阶段的热浪如何影响生物的生存、繁殖等核心生命活动，对阐明气候变化导致的热浪发生频率和持续时间增加与害虫种群发生关系，提高害虫预测水平有重要理论和实际意义。我院植保所马春森研究团队研究发现，发生在不同生命阶段的热浪，通过产生不同的即时和后续生态学效应，对生物种群增长产生深刻的影响。

马春森研究团队以世界性蔬菜害虫小菜蛾为模式系统，采用实验模拟热浪的方法，发现高龄幼虫比早期幼虫或其它发育阶段具有更高的耐热性；早期阶段经历高温产生的效应可以传递到后期阶段，热浪的发生越接近成虫阶段，成虫繁殖量减少得越多。尽管成虫期只经历为期一天的高温冲击不会立即造成小菜蛾大量死亡，对交配成功率和成虫寿命也无不利影响，但可通过母代效应使后代孵化率下降20%。热浪持续期延长常导致多个生命阶段遭遇热浪冲击，研究发现不同阶段间热浪的影响并不相互独立，且不是简单的累加效应，体现了气候变化对害虫影响的复杂性。这些研究结果于近期发表在国际生态学杂志《Oecologia》和《Scientific Reports》、《PLoS ONE》。

目前关于气候变暖与昆虫关系的研究中，通常参考多年的日平均和月平均温度升高来试验分析气候变暖对昆虫种群的影响，大多将昆虫置于固定的温度模式下试验其整个生命周期的表现，不仅无法区分高温的即时和后续效应，而且忽略了发生在不同生命阶段的热浪可能产生的不同生态学效应。马春森研究团队发现：早期阶段的热浪可影响后期阶段的存活和繁殖；不同生命阶段即使经历相同的热浪也会产生不同的即时和后续效应；各阶段间的高温效应相互关联。这些发现意味着，在气候变化下预测害虫种群动态时，不仅要考虑害虫发生当下和曾经经历的热浪的强度和持续时间；而且要考虑热浪发生时害虫田间种群的年龄结构。

发表论文：

Zhang W, Chang XQ, Hoffmann A, Zhang S*, Ma CS*. 2015. Impact of hot events at different developmental stages of a moth: the closer to adult stage, the less reproductive output. Scientific Reports, 5: 10436.

原文链接: http://www.nature.com/articles/srep10436

Zhang W, Rudolf V, Ma CS*. 2015. Stage-specific heat effects: Timing and duration of heat waves alter demographic rates of a global insect pest. Oecologia, DOI: 10.1007/s00442-015-3409-0

原文链接: http://link.springer.com/article/10.1007/s00442-015-3409-0/fulltext.html

Zhang W, Zhao F, Hoffmann AA, Ma CS*. 2013. A single hot event that does not affect survival but decreases reproduction in the diamondback moth, Plutella xylostella. PLoS ONE, 8(10): e75923.

原文链接: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0075923