动物所等揭示蜥蜴能量代谢对温度驯化响应的纬度格局与机制

2月9日，中国科学院动物研究所生态适应与保护生物学研究组副研究员孙宝珺等在Ecological Monographs上在线发表题为Higher metabolic plasticity in temperate compared to tropical lizards suggests increased resilience to climate change的研究论文。该研究工作以中国大陆分布的白条草蜥、北草蜥和南草蜥等草蜥属（Takydromus）蜥蜴为研究对象，从个体、器官、线粒体、代谢组和蛋白质组等层次上阐明了草蜥物种能量代谢温度驯化的纬度格局及其机制，并且预测热带外温动物因较低的代谢可塑性而可能受气候变暖的威胁。

生物功能响应温度变异的地理格局，可以为气候变暖背景下的动物保护提供理论依据。气候变异性假说（climate variability hypothesis）预测，由于热带变温动物的温度驯化响应能力有限，它们面对气候变暖的脆弱程度将高于温带的变温动物。然而，如何将群体或物种水平的驯化响应模式与个体水平的生理生化响应机制联系起来仍是一个挑战。

能量代谢作为最重要的生理功能，其温度驯化响应发生在包括代谢酶、细胞，器官系统到整个有机体等多个生物层次。为阐明不同纬度区域的外温动物面对温度变异时的能量代谢驯化响应格局与机制，研究人员突破了单一层面的传统研究范式，从个体代谢率、组织器官大小、线粒体呼吸、代谢组和蛋白质组等层次研究了能量代谢的温度依赖性及其调控机制，揭示热带物种南草蜥代谢率的温度驯化响应能力远低于温带物种北草蜥和白条草蜥。

进一步研究发现两种温带草蜥物种采取了不同的代谢调控机制：分布广泛的北草蜥改变了肝脏器官大小，而分布较窄的白条草蜥依赖于线粒体呼吸、代谢酶、蛋白质组和代谢组层次的温度驯化调控。通过比较分析，研究人员预测，温带蜥蜴能量代谢的此种温度响应模式在变温动物中可能普遍适用，缺乏驯化响应能力的热带物种在气候变暖背景下将更为脆弱，应该受到重点关注和保护。

该研究揭示了中高纬度区域物种响应温度变异的格局和机制，为气候变化背景下爬行动物的保护对策提供理论依据与科学指导。研究工作得到国家自然科学基金项目、中科院青年创新促进会的支持。

论文链接

图1 中国大陆草蜥能量代谢的多层次驯化响应

图2 中国大陆草蜥能量代谢驯化响应的代谢通路调控差异