【轉載】英國研究：全球暖化的高溫環境，會使雄性昆蟲的生殖力下降

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【轉載】英國研究：全球暖化的高溫環境，會使雄性昆蟲的生殖力下降

擬穀盜（圖：東英格蘭大學）

近日發表的一項研究指出，氣候變遷可能會對雄性昆蟲的生殖力造成影響，包括求偶行為的減少、性行為的減少、使卵子受精能力下降等。而且影響的時間不止一代，多次反覆的高溫會讓雄性幾乎完全喪失繁殖能力，氣溫上升對於族群大小有絕對的影響力，過熱的溫度甚至可能會使物種滅絕。
高溫熱浪
英國東英格蘭大學（University of East Anglia）近日發表的一項研究指出，高溫熱浪會破壞昆蟲的精子，對物種世代間的族群繁殖力產生負面影響。 研究團隊表示，熱浪來襲時雄性生物的生殖力改變，可以解釋氣候變遷會對族群大小造成的影響，包括近年來由氣候導致的物種滅絕。
東英格蘭大學生態學教授馬特·蓋吉博士（Matt Gage）表示：「此研究指出，在大量全球生物多樣性模型的系統中，當氣候環境溫度上升時，精子功能是一種特殊的敏感性特徵。 因為精子功能對於繁殖和族群生存力（population viability）特別重要，因此這些研究的結果，可以對氣候變遷造成生物多樣性威脅的說法提出一種解釋。 全球暖化將變得更不穩定和危險。熱浪等極端事件變得越來越頻繁，強度越來越高，影響地區也更加廣泛。 」
高溫熱浪是一種特別具有破壞性的氣候條件。物種的局部滅絕（local extinction），會發生在氣溫變化過於劇烈的區域。研究團隊想瞭解這件事為什麼會發生。而其中一個答案可能就和精子有關。
昆蟲實驗
研究團隊以擬穀盜（red flour beetle，或稱麵粉甲蟲）為研究對象，這是一種寄生於稻穀、麥子、玉米、高粱等的甲蟲。並經由模擬高溫熱浪的實驗，來探討氣候環境對雄性生殖力的影響。
實驗將擬穀盜分為兩組，一組存於標準的控制條件，另一組存於極端高溫環境長達五天，比其最適生存溫度高 5 至 7 度。 之後，研究團隊進行許多實驗，去評估氣候變遷對生殖成功率、精子功能及後代品質的潛在破壞程度。
研究團隊發現，高溫環境會使雄性產生的精子數量減半，而第二波高溫幾乎使雄性的精子全部死亡。 另一方面，雌性幾乎不受高溫影響，但高溫仍會影響雌性生殖道中授精的精子。
經過一系列的高溫實驗後，雄性精子產量減少四分之三，產生的精子難以遷移到雌性生殖道中，而且精子更容易在受精前死亡。
高溫使生殖力受損
研究人員克利斯·薩萊斯（Kirs Sales）表示：「我們的研究結果指出，高溫會讓雄性的繁殖成功率（reproductive fitness）減半，而且效果非常持久。」 研究團隊也發現高溫會減弱雄性的性行為，實驗組的雄性交配頻率是控制組的一半。
薩萊斯表示：「兩項相關的研究結果為連續高溫對雄性的影響，以及高溫對後代的影響。當雄性暴露於相隔十天的兩次高溫，牠們產生的子代不到控制組的 1%。自然界的昆蟲可能經歷多次高溫，若雄性的生殖系統無法適應或恢復，可能就會影響族群的大小。」
該研究也發現，受高溫影響的雄性所產生的子代壽命較短。 而且這些子代在生殖表現上也同樣受到影響。這些雄性子代讓雌性受精的生殖能力下降，因而產生的後代數量也減少。 研究人員警告，這表示過去受到高溫影響的族群，可能已造成生殖能力的破壞。
薩萊斯補充：「一般認為甲蟲構成了四分之一的生物多樣性，因此，這些研究結果對於了解氣候變遷對物種影響是相當重要的。 研究也發現熱休克（heat shock）對溫血動物的雄性生殖力也有影響，而且過去的研究也發現高溫會導致哺乳類的不孕症。」
研究人員希望這些影響能納入瀕危物種的評估模型，希望後續研究能釐清原因，並提供保護措施。
參考資料：
University of East Anglia. （2018. Nov. 13）. Climate change damaging male fertility. Physorg
Sales, K. et al, (2018). Experimental heatwaves compromise sperm function and cause transgenerational damage in a model insect, Nature Communications DOI:10.1038/s41467-018-07273-z