Поведенческая терморегуляция эмбрионов рептилий способствует успешному вылуплению и синхронизации.

Биология связи, том 6, Номер статьи: 848 (2023) Цитировать эту статью

371 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Эмбрионы рептилий могут перемещаться внутри яиц в поисках оптимальных температурных условий, опровергая традиционное предположение о том, что эмбрионы — это просто пассивные обитатели яиц. Однако адаптивное значение этого терморегуляторного поведения остается спорной темой. Здесь мы демонстрируем, что поведенческая терморегуляция эмбрионов черепах сокращает инкубационные периоды, что может сократить продолжительность воздействия опасной окружающей среды, снижает смертность яиц, вызванную смертельно высокими температурами, и синхронизирует вылупление, что снижает риск нападения хищников. Наше исследование предоставляет эмпирические доказательства того, что поведенческая терморегуляция эмбрионов черепах является адаптивной.

Хотя поведение постэмбриональных стадий жизни хорошо документировано, сложность и адаптивное значение эмбрионального поведения недооценены и недостаточно изучены1,2,3. Традиционно считалось, что эмбрионы пассивны по отношению к окружающей среде, но все больше данных показывает, что эмбрионы способны поведенчески и физиологически адаптироваться в ответ на изменения окружающей среды1. Одним из впечатляющих случаев эмбрионального поведения является наблюдение, что эмбрионы яйцекладущих рептилий могут перемещаться внутри своих яиц в поисках подходящей тепловой среды4,5,6. Тем не менее, адаптивное значение терморегуляторного поведения эмбриона остается горячо спорным7,8; некоторые авторы утверждают, что терморегуляторное поведение эмбриона улучшает жизнеспособность потомства4,7 тогда как другие утверждают, что это поведение избирательно нейтрально, учитывая ограниченную термическую гетерогенность внутри яйца и ограниченную способность эмбрионов перемещаться внутри яйца8,9. На самом деле эмбриональная поведенческая терморегуляция возможна в относительно крупных яйцах (например, черепах), но не в маленьких яйцах (например, ящериц)6.

Если эмбриональная поведенческая терморегуляция является адаптивной, такое поведение должно позволить эмбриону найти тепловую среду, которая улучшает его приспособленность в свете модели терморегуляции «затраты и выгоды»10. Теоретически поведенческая терморегуляция эмбрионов может улучшить успех развития следующими путями4,11. Во-первых, поведенческая терморегуляция может позволить эмбрионам найти тепловую среду, которая ускоряет развитие. Во-вторых, поведенческая терморегуляция может уменьшить разницу температур между яйцами в гнезде, что синхронизирует вылупление и снижает риск нападения хищников. В-третьих, поведенческая терморегуляция может позволить эмбрионам избегать смертельных экстремальных температур и тем самым снизить эмбриональную смертность во время развития. Чтобы проверить эти гипотезы, мы ингибировали терморегуляторное поведение эмбрионов в полуестественных гнездах путем фармакологической блокировки временных рецепторных потенциальных каналов (TRP), которые чувствуют изменения температуры12, чтобы измерить влияние эмбриональной поведенческой терморегуляции на инкубационный период, успех вылупления и вылупление. синхронизация у китайской черепахи мягкого панциря (Pelodiscus sinensis). Таким образом, мы смогли документально подтвердить адаптивное значение эмбриональной поведенческой терморегуляции у тех видов, у которых мы впервые обнаружили этот поведенческий феномен.

Мы использовали капсазепин для ингибирования терморегуляторного поведения эмбрионов черепах11. Чтобы проверить, влияет ли сам капсазепин на эмбриональное развитие и характеристики детенышей, мы провели эксперименты по инкубации яиц в лаборатории при постоянной температуре 30 °C; таким образом, не было температурного градиента, доступного для поведенческой терморегуляции эмбрионов. Применение капсазепина на яйцах не влияло на инкубационный период, его вариации, успех вылупления или характеристики вылупившихся особей, включая длину и ширину панциря, массу тела и время выпрямления (таблица S1). Кроме того, однородная дата вылупления яиц предполагает синхронное вылупление у этого вида (таблица S1). Таким образом, капсазепин не влиял на эмбриональное развитие или характеристики вылупившихся особей.