水の損失と温度は相互に作用して両生類の気候変動に対する脆弱性を複雑にしています

Water loss and temperature interact to compound amphibian vulnerability to climate change.

• Gavia F Lertzman-Lepofsky
• Amanda M Kissel
• Barry Sinervo
• Wendy J Palen

抄録

エクトサーモの熱生理学は気候の変化に対する種の反応を予測するためによく用いられますが、両生類では水の損失がそれと同等かそれ以上に重要になる場合があります。物理モデルを用いて、日陰や水を求める行動の有無に関わらず、熱最適値（T ）または臨界蒸発水損失（EWL ）の限界を超える頻度を推定しました。現在の気候条件（2002～2012年）では、日当たりの良い生息地では雪のない日の70%程度までは、有害な熱的条件（>T）と 水分的条件（>EWL）によって両生類の活動が制限されると予測しています。2080年代までには、日当たりの良い生息地と乾燥した生息地では、雪のない日の95％の間にこれらの生理的限界のいずれか、または両方を超えるようになると予測しています。逆に意外なことに、湿った環境は臨界EWLのリスクを排除するが、Tを超えるリスクを減らすことはできないことがわかった（+2％の増加）。同様に、日陰のある乾燥した環境では、Tを超えるリスクが低下する一方で、雪のない日の63%で臨界EWLの限界値を超えていることがわかりました。このように、我々が評価した単一の環境では、両方の生理的リスクを同時に低減することはできない。2080年代までに気温とEWLの両方を予測した場合、すべての生息地において、積雪のない日の48％の間に両方の生理的閾値を超えており、気候変動を改善するための行動の機会は限られていることを示唆している。我々は、気温と水の損失が相乗的に作用し、複合的な影響が個別に予測されたものよりも深刻であるため、気候変動がもたらす生態生理学的リスクが複雑化していると結論付けた。この結果は、両生類の水損失を考慮していない気候変動がもたらす生理的リスクの予測が著しく過小評価されている可能性 があり、急速に変化する環境を媒介するためには、顔面行動の範囲が限られている可能性があることを示唆しています。

Ectotherm thermal physiology is frequently used to predict species responses to changing climates, but for amphibians, water loss may be of equal or greater importance. Using physical models, we estimated the frequency of exceeding the thermal optimum (T ) or critical evaporative water loss (EWL ) limits, with and without shade- or water-seeking behaviours. Under current climatic conditions (2002-2012), we predict that harmful thermal (>T ) and hydric (>EWL ) conditions limit the activity of amphibians during ~70% of snow-free days in sunny habitats. By the 2080s, we estimate that sunny and dry habitats will exceed one or both of these physiological limits during 95% of snow-free days. Counterintuitively, we find that while wet environments eliminate the risk of critical EWL, they do not reduce the risk of exceeding T (+2% higher). Similarly, while shaded dry environments lower the risk of exceeding T , critical EWL limits are still exceeded during 63% of snow-free days. Thus, no single environment that we evaluated can simultaneously reduce both physiological risks. When we forecast both temperature and EWL into the 2080s, both physiological thresholds are exceeded in all habitats during 48% of snow-free days, suggesting that there may be limited opportunity for behaviour to ameliorate climate change. We conclude that temperature and water loss act synergistically, compounding the ecophysiological risk posed by climate change, as the combined effects are more severe than those predicted individually. Our results suggest that predictions of physiological risk posed by climate change that do not account for water loss in amphibians may be severely underestimated and that there may be limited scope for facultative behaviours to mediate rapidly changing environments.

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