为耐热性而培育的斑马鱼在健康或代谢方面没有明显的权衡

全球变暖对野生动物来说已经非常艰难，但对鱼类等生物来说可能是最艰难的，因为它们的体温是由周围的水温控制的。

如果鱼类不能迁移到水温较低的地区，它们必须进化以适应更高的水温。但是，如果适应温暖的水会产生其他不必要的后果呢？

在《自然气候变化》杂志的一篇文章中，研究人员研究了斑马鱼，他们专门繁殖了七代斑马鱼来耐受更高的最高水温。

“在研究领域，这种规模和规模的实验是独一无二的，”该论文的资深作者、挪威科技大学（NTNU）朱特菲尔特鱼类生态生理学实验室主任Fredrik Jutfelt说。Jutfelt在哥德堡大学也有一个职位。

他说：“很少有研究小组能够测试鱼类在面对气候变化时是如何进化的，因为这需要数千条鱼和多年的仔细实验。”。“这使得这项工作非常重要，因为我们终于可以开始了解进化如何帮助鱼类适应变暖的水域。”

这项研究旨在观察更高的耐热性是否会影响鱼类新陈代谢和生存能力的其他方面。

令他们惊讶的是，研究人员发现，为应对更高温度而饲养的鱼类也更能耐受更低的温度。

“当我们观察它们的繁殖能力，以及它们的生长和表现时，我们并没有真正看到任何权衡。如果我们比较适应温暖的野生物种，我们通常会认为它们的耐冷性较低。然后我们看到了这种更高的耐冷能力，这令人惊讶，”这篇新论文的第一作者Anna Andreassen说。

Andreassen在做这项研究时是NTNU Jutfelt小组的博士研究员，现在是丹麦技术大学的博士后。

更令人惊讶的是，研究人员发现，耐热性的提高并没有影响鱼类代谢的其他方面，也没有影响其繁殖或游泳的能力。

Andreassen和她的同事设计了他们的实验，比较了2016年在印度收集并带回NTNU的野生鱼类种群中的三组。

该种群中的一组被特别选择为更耐高温。第二组“正常”斑马鱼被允许繁殖，而无需选择特定的耐热性。来自同一人群的第三组被选为耐热性较差的组。

在观察到耐温性的变化后，研究人员比较了三组中的其他特征，以了解与来自同一原始组的“天然”鱼类相比，适应更高温度是否给鱼类带来了生理或繁殖上的优势或劣势。

一项测试涉及观察2厘米长的鱼使用氧气的效率。

就像人类一样，高温会增加鱼类的新陈代谢，因此个体在高温下需要更多的氧气。解释为什么耐热鱼类在温暖水域表现更好的一种可能机制可能是，它们的身体可以比对照组或耐温性低的鱼类更有效地利用氧气。安德瑞森说：“因此，有一种观点认为（耐热）鱼本身比其他鱼有吸收更多氧气的能力。”。

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研究人员将鱼放在一个相当于跑步机的游泳隧道中，研究人员可以在那里调节水流速度并同时测量耗氧量。安德瑞森说：“我们可以测量它们在最大容量游泳时从水中吸收了多少氧气。”。“这就像把它们放在小鱼跑步机上。”

但令他们惊讶的是，他们基本上没有发现各组在氧气使用方面的差异。

有一个例外。被培育成对高温更敏感的组在温度最高时表现不如其他组。简而言之，“在这种情况下，我们没有看到氧气实际上有助于鱼类耐受变暖，”Andreassen说。“这在我们的领域是一个很大的假设。一个非常大的假设是，（全球）变暖本身可能不会限制动物，但在高温下氧气会受到限制。但我们没有看到这一点。”

在衡量鱼类成功生活的其他指标方面，情况或多或少是一样的。

研究人员认为，容忍更高的水温可能存在某种权衡。因此，他们研究了使鱼类很好地适应环境的普遍接受的指标。“当我们观察它们的繁殖能力，以及它们的生长和表现时，我们并没有看到任何权衡，”Andreassen说，他指的是进化到能够耐受更高温度的鱼类。

她说，这并不意味着没有权衡，但研究人员在他们测试的最普遍接受的健身指标中没有找到一个。

全球变暖意味着平均气温升高，但也会导致严重的热浪。来自世界各地的研究人员都在争先恐后地了解植物和动物是否可以应对这种额外的压力，如果可以，如何应对。

朱特菲尔特小组的研究人员花了三年时间才培育出耐热斑马鱼。野生种群能如此迅速地自行进化吗？Rachael Morgan也在朱特菲尔特实验室对同一条鱼进行了博士研究，她在2020年的一篇文章中得出结论，斑马鱼通过进化来耐受更高温度的可能性很小。然而，Andreassen说，对于生物学家来说，了解这些适应可能是如何产生的非常重要。

她说：“我们正试图了解动物的生理学以及它们体内实际发生的变化。”。

朱特菲尔特指出，重要的是不要忽视地球目前正在经历的变暖所带来的更大问题。

他说：“尽管斑马鱼没有表现出对更高水温的耐受性产生任何不利影响，但气候变化仍将继续对地球上所有生命构成意想不到的危险挑战。”。p