Survival of the immobile embryo in response to rising temperature is important to determine a species' vulnerability to climate change. However, the collective effects of 2 key thermal characteristics associated with climate change (i.e., rising average temperature and acute heat events) on embryonic survival remain largely unexplored. We used empirical measurements and niche modeling to investigate how chronic and acute heat stress independently and collectively influence the embryonic survival of lizards across latitudes. We collected and bred lizards from 5 latitudes and incubated their eggs across a range of temperatures to quantify population-specific responses to chronic and acute heat stress. Using an embryonic development model parameterized with measured embryonic heat tolerances, we further identified a collective impact of embryonic chronic and acute heat tolerances on embryonic survival. We also incorporated embryonic chronic and acute heat tolerance in hybrid species distribution models to determine species' range shifts under climate change. Embryos' tolerance of chronic heat (T-chronic) remained consistent across latitudes, whereas their tolerance of acute heat (T-acute) was higher at high latitudes than at low latitudes. Tolerance of acute heat exerted a more pronounced influence than tolerance of chronic heat. In species distribution models, climate change led to the most significant habitat loss for each population and species in its low-latitude distribution. Consequently, habitat for populations across all latitudes will shift toward high latitudes. Our study also highlights the importance of considering embryonic survival under chronic and acute heat stresses to predict species' vulnerability to climate change.
Efectos colectivos del aumento de las temperaturas promedio y los eventos de calor en embriones ovíparos Resumen La supervivencia de los embriones inmóviles en respuesta al incremento de temperatura es importante para determinar la vulnerabilidad de las especies al cambio climático. Sin embargo, los efectos colectivos de dos características térmicas claves asociadas con el cambio climático (i. e., aumento de temperatura promedio y eventos de calor agudo) sobre la supervivencia embrionaria permanecen en gran parte inexplorados. Utilizamos mediciones empíricas y modelos de nicho para investigar cómo el estrés térmico crónico y agudo influye de forma independiente y colectiva en la supervivencia embrionaria de los lagartos en todas las latitudes. Recolectamos y criamos lagartos de cinco latitudes e incubamos sus huevos en un rango de temperaturas para cuantificar las respuestas específicas de la población al estrés por calor crónico y agudo. Posteriormente, mediante un modelo de desarrollo embrionario parametrizado con mediciones de tolerancia embrionaria al calor, identificamos un impacto colectivo de las tolerancias embrionarias al calor agudo y crónico en la supervivencia embrionaria. También incorporamos la tolerancia embrionaria crónica y aguda al calor en modelos de distribución de especies híbridas para determinar los cambios de distribución de las especies bajo el cambio climático. La tolerancia embrionaria al calor crónico (T‐crónico) permaneció constante, mientras que la tolerancia al calor agudo (T‐agudo) fue mayor en latitudes altas que en latitudes bajas. La tolerancia al calor agudo ejerció una influencia más pronunciada que la tolerancia al calor crónico. En los modelos de distribución de especies, el cambio climático provocó la pérdida de hábitat más significativa para cada población y especie en su distribución de latitudes bajas. En consecuencia, el hábitat para poblaciones en todas las latitudes se desplazará a latitudes altas. Nuestro estudio también resalta la importancia de considerar la supervivencia embrionaria bajo estrés térmico crónico y agudo para predecir la vulnerabilidad de las especies al cambio climático.
动物胚胎在面对温度升高时的存活率对于确定气候变化下物种的脆弱性至关重要。然而, 与气候变化相关的两个关键温度特征(即平均气温升高和极端高温事件)对胚胎存活的整合影响仍然存在诸多未知。我们利用实验测定和生态位建模相结合的方式探究了慢性和急性热压力如何独立和共同影响不同纬度的蜥蜴胚胎存活率。我们从五个纬度采集并繁殖蜥蜴, 并在一定温度范围内孵化其受精卵以测定各个种群对慢性和急性热压力的耐受响应。我们根据测定的胚胎耐热特征构建胚胎发育模型, 进一步确定了胚胎的慢性和急性高温耐受对胚胎存活的整合影响。最后, 我们将胚胎的慢性和急性高温耐受纳入混合物种分布模型, 以确定未来气候变化对物种分布范围的影响。结果表明, 胚胎对慢性高温的耐受能力在不同纬度保持一致, 而对极端高温事件的耐受能力随纬度升高而增强。在决定胚胎存活时, 急性高温耐受能力比慢性高温耐受能力具有更显著的作用。在气候变化的影响下, 各种群或物种在其各自低纬度分布区的栖息地丧失最为严重, 所有纬度的蜥蜴种群或物种的适宜栖息地都将向高纬度方向转移。本研究强调了考虑胚胎在慢性和急性热压力下的存活对预测气候变化下物种脆弱性的重要性。.
Keywords: acute heat stress; cambio climático; chronic heat stress; climate change; ectotermos ovíparos; embryonic heat tolerance; estrés por calor agudo; estrés por calor crónico; latitud; latitude; oviparous ectotherms; tolerancia embrionaria al calor; vulnerabilidad; vulnerability; 卵生外温动物; 急性热压力; 慢性热压力; 气候变化; 纬度; 胚胎耐受高温; 脆弱性.
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