Life-history responses to temperature and seasonality mediate ectotherm consumer–resource dynamics under climate warming
Life-history responses to temperature and seasonality mediate ectotherm consumer–resource dynamics under climate warming
复制标题
生活史对温度和季节性的反应调节气候变暖下的变温消费者资源动态
DOI：
10.1098/rspb.2022.2377
复制
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Klausmeier, Christopher A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Twardochleb, Laura A.;Zarnetske, Phoebe L.;Klausmeier, Christopher A.
气候变暖正在通过推进物候和减少世代时间来改变外温动物的生命周期。理论模型提供了强有力的工具来研究气候变暖对消费资源人口动态的影响。然而，现有的理论主要考虑在恒温环境中具有简化生命史的生物，因此很难预测变暖将如何影响在季节性环境中具有复杂生命周期的生物。我们开发了一个大小结构的消费者资源模型与季节性温度依赖性，参数化的淡水昆虫消耗浮游动物。我们模拟了季节性环境中的气候变暖如何改变消费者的关键生活史特征，每年的世代数，介导消费者资源人口规模和消费者持久性的反应。我们发现，随着气候变暖，消费者人口规模通过多种机制增加。首先，变暖通过增加资源摄取和生长的速率和/或延长生长季节来减少世代时间。第二，这些生活史的变化缩短了幼年期，增加了新出现的成年人的数量和种群水平的繁殖。具有类似假设的非结构化模型发现，气候变暖破坏了消费资源动态的稳定性。相比之下，我们的规模结构模型预测稳定性和消费者持久性。我们的研究表明，在经历气候变暖的季节性环境中，导致世代时间缩短的生活史变化可能会延迟种群灭绝。
Climate warming is altering life cycles of ectotherms by advancing phenology and decreasing generation times. Theoretical models provide powerful tools to investigate these effects of climate warming on consumer–resource population dynamics. Yet, existing theory primarily considers organisms with simplified life histories in constant temperature environments, making it difficult to predict how warming will affect organisms with complex life cycles in seasonal environments. We develop a size-structured consumer–resource model with seasonal temperature dependence, parameterized for a freshwater insect consuming zooplankton. We simulate how climate warming in a seasonal environment could alter a key life-history trait of the consumer, number of generations per year, mediating responses of consumer–resource population sizes and consumer persistence. We find that, with warming, consumer population sizes increase through multiple mechanisms. First, warming decreases generation times by increasing rates of resource ingestion and growth and/or lengthening the growing season. Second, these life-history changes shorten the juvenile stage, increasing the number of emerging adults and population-level reproduction. Unstructured models with similar assumptions found that warming destabilized consumer–resource dynamics. By contrast, our size-structured model predicts stability and consumer persistence. Our study suggests that, in seasonal environments experiencing climate warming, life-history changes that lead to shorter generation times could delay population extinctions.
登录
查看更多内容
光周期和温度对两种蜻蜓若虫发育时间和蜕皮次数的影响
DOI：
--
发表时间：
1976
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. R. Ingram;C. Jenner
通讯作者：
C. Jenner
基于大小的生态相互作用驱动食物网对气候变暖的反应
DOI：
--
发表时间：
2018
期刊：
bioRxiv
影响因子：
--
作者：
M. Lindmark;J. Ohlberger;Magnus Huss;A. Gårdmark
通讯作者：
A. Gårdmark
DOI：
--
发表时间：
1975
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. R. Ingram
通讯作者：
B. R. Ingram
将生命周期锁定在季节上：人口动态和当地适应的圆图模型
DOI：
--
发表时间：
1992
期刊：
影响因子：
--
作者：
W. Gurney;P. Crowley;R. Nisbet
通讯作者：
R. Nisbet
影响因子：
1.6
作者：
Miller, Elizabeth T.;Klausmeier, Christopher A.
通讯作者：
Klausmeier, Christopher A.