熱生態学

温熱生態学は、温度と生物の相互作用を研究する学問です。このような相互作用には、温度が生物の生理機能、行動パターン、環境との関係に与える影響が含まれます。通常、温度が高いほど適応度が高くなりますが、このレベルの熱を維持するにはかなりのエネルギーが必要です。生物は、好みの温度で活動を続け、代謝機能を最適化できるように、さまざまなトレードオフを行います。気候変動の出現に伴い、科学者は種がどのように影響を受け、それに応じてどのような変化が起こるかを調査しています。

歴史

熱生態学が科学の新しい分野として認識され始めた正確な時期は不明だが、1969年にサバンナ川生態学研究所（SREL）は、原子炉の冷却に使用されていた温水が近隣のさまざまな水域に放出されることによる熱ストレスに関する研究プログラムを開発しました。SRELはデュポン社のサバンナ川研究所および原子力委員会と共同で、1974年に熱生態学に関する最初の科学シンポジウムを主催し、この問題や類似の事例について議論し、翌年の1975年に2回目のシンポジウムが開催されました。^[1]

動物

温度は動物に顕著な影響を与え、体の成長や大きさ、行動や身体の適応に寄与します。動物が体温を調節する方法には、日常の活動で熱を発生させ、夜間に長時間活動しないことで体温を下げることなどがあります。海洋動物はこれができないため、環境との熱伝達を最小限に抑えるために表面積と体積の比率を小さくしたり、極寒の環境で生き残るために体内に不凍液を生成するなどの特性を身につけて適応してきました。 ^[2]

吸温動物

内温動物は体温を保つために大量のエネルギーを消費するため、それを補うために大量のエネルギー摂取が必要となる。この問題を解決するために進化した方法はいくつかある。例えば、ベルクマンの法則に従い、寒冷な気候の内温動物は、体内の熱を節約するために温暖な気候の内温動物よりも体が大きい傾向がある。^[3]その他の方法としては、日常的な休眠や冬眠を通じて体内温度と代謝率を下げることが挙げられる。^[4]

オオバコ

カリフォルニアアカフクロウ（ Strix occidentalis）は、18.20～35.20℃程度の温度を好むが、他の鳥類に比べて暑さに弱く、30～34℃になると翼を垂らしたり呼吸が活発になったりするなどの行動を示す。そのため、原生林など気温の変化に強い環境に生息する傾向がある。^[5]

外温動物

外温動物の主な熱源は環境から来るため、地理的な場所に応じて種ごとに熱要件が異なります。一部の種は世代を通じて固定された好ましい体温を持っているため、環境が急激に変化する状況では、最後の手段として生理学的調整を伴う行動調整を示すことが示されています。さらに、外温動物は内温動物と同様に、温度-サイズのルールに従って、寒冷な気候に生息すると一般的にサイズが大きくなります。^[3]

ポダルキス・シクルス

イタリア壁トカゲとしても知られるPodarcis siculusは、オスメスともに28.40～31.57℃程度の温度を好む。夏には体温と気温の間に強い直接的な関係が見られ、春には弱い相関が見られる。体温を調節するには、岩や葉の下に日陰を探すのが効果的であることが証明されている。^[6]

植物

植物の生殖過程の多くのプロセスは特定の温度範囲で行われるため、温度は生殖の成功にとって重要です。植物の生殖器官の温度が上昇すると、花粉媒介者の訪問頻度が高まり、代謝プロセスの速度が上昇します。^[7]植物の熱の捕捉と維持に影響を与える要因には、花の向き、大きさと形、色、開花と閉鎖、軟毛、熱産生などがあります。^[8]

気候変動

近年の地球規模の気候変動により、温暖生態学は生態学的反応に関する科学者の関心の的となっている。観察を通じて、生物は天候や気温の変化に対して、これらの要因がすでに慣れている環境に移動するか、現在の環境に留まって新しい条件に順応するかのいずれかの方法で反応することが分かっている。^[3]Galaxias plateiという魚種の研究では、気温上昇などの気候変動の直接的な影響は大きな脅威にはならない可能性が高いが、生息地の喪失などの間接的な影響は有害である可能性があるという結論が出された。^[9]

参照

定量的生態学

参考文献

^ 「50年前：SRELにおける熱生態学の発展 – アメリカ生態学会の歴史と記録」。 2019年10月22日閲覧。
^ Camps, Marc Arenas (2015-05-21). 「魚は温水と冷水でどのように生き残るのか？」。All you need is Biology（カタロニア語）。2019年10月22日閲覧。
^ abc クラーク、アンドリュー（2017）。熱生態学の原理：温度、エネルギー、そして生命。オックスフォード大学出版局。
^ kronfeld - schor, Noga; Dayan, Tamar (2013-11-23). 「温熱生態学、環境、コミュニティ、地球規模の変化: 内温動物のエネルギー摂取と消費」。生態学、進化、系統学の年次レビュー。44 : 461–480。doi :10.1146/annurev-ecolsys-110512-135917。
^ Wesley W. Weathers、Peter J. Hodum、Jennifer A. Blakesley (2001)。「カリフォルニアフクロウの熱生態学と生態エネルギー学」The Condor。103 ( 4): 678。doi : 10.1093/condor/103.4.678。
^ オルテガ、ザイダ;メンシア、アブラハム。ペレス・メラド、バレンティン（2016年12月）。「メノルカ島（バレアレス諸島、スペイン）の Podarcis siculus（Rafinesque-Schmalz、1810）の熱生態学」。Acta Herpetologica。11 (2): 127–133。土井：10.13128/Acta_Herpetol-18117。
^ Salt, Alun (2019-06-18). 「熱生態学がホットな話題に « Botany One」. Botany One . 2019-10-21閲覧。
^ van der Kooi, Casper J.; Kevan, Peter G.; Koski, Matthew H. (2019-10-18). 「花の熱生態学」Annals of Botany . 124 (3): 343–353. doi :10.1093/aob/mcz073. ISSN 0305-7364. PMC 6798827 . PMID 31206146.
^ バランテス、マリア;ラトゥカ、マリア。ヴァネラ、ファビアン。ダニエル・フェルナンデス（2017年11月）。「南パタゴニアのギャラクシアス・プラテイ（魚座、ギャラクシー科）の熱生態学：気候変動シナリオの下での展望」。ハイドロバイオロジア。802 (1): 255–267。土井：10.1007/s10750-017-3275-3。hdl : 11336/64049。S2CID 32618434。

[1] 「50年前：SRELにおける熱生態学の発展 – アメリカ生態学会の歴史と記録」。 2019年10月22日閲覧。

[2] Camps, Marc Arenas (2015-05-21). 「魚は温水と冷水でどのように生き残るのか？」。All you need is Biology（カタロニア語）。2019年10月22日閲覧。

[:0-3] クラーク、アンドリュー（2017）。熱生態学の原理：温度、エネルギー、そして生命。オックスフォード大学出版局。

[4] ^ kronfeld - schor, Noga; Dayan, Tamar (2013-11-23). 「温熱生態学、環境、コミュニティ、地球規模の変化: 内温動物のエネルギー摂取と消費」。生態学、進化、系統学の年次レビュー。44 : 461–480。doi :10.1146/annurev-ecolsys-110512-135917。

[5] Wesley W. Weathers、Peter J. Hodum、Jennifer A. Blakesley (2001)。「カリフォルニアフクロウの熱生態学と生態エネルギー学」The Condor。103 ( 4): 678。doi : 10.1093/condor/103.4.678。

[6] オルテガ、ザイダ;メンシア、アブラハム。ペレス・メラド、バレンティン（2016年12月）。「メノルカ島（バレアレス諸島、スペイン）の Podarcis siculus（Rafinesque-Schmalz、1810）の熱生態学」。Acta Herpetologica。11 (2): 127–133。土井：10.13128/Acta_Herpetol-18117。

[7] Salt, Alun (2019-06-18). 「熱生態学がホットな話題に « Botany One」. Botany One . 2019-10-21閲覧。

[8] van der Kooi, Casper J.; Kevan, Peter G.; Koski, Matthew H. (2019-10-18). 「花の熱生態学」Annals of Botany . 124 (3): 343–353. doi :10.1093/aob/mcz073. ISSN 0305-7364. PMC 6798827 . PMID 31206146.

[9] バランテス、マリア;ラトゥカ、マリア。ヴァネラ、ファビアン。ダニエル・フェルナンデス（2017年11月）。「南パタゴニアのギャラクシアス・プラテイ（魚座、ギャラクシー科）の熱生態学：気候変動シナリオの下での展望」。ハイドロバイオロジア。802 (1): 255–267。土井：10.1007/s10750-017-3275-3。hdl : 11336/64049。S2CID 32618434。