一项新的研究显示，考虑到生育和照顾后代的新陈代谢负荷，动物繁殖所投入的能量要比以前估计的高出 10 倍。这对现有的生物学模型和理论提出了挑战。塞缪尔-金瑟及其同事开发了一个框架来量化各种动物类群的这些成本，结果表明间接成本往往超过直接成本，尤其是在哺乳动物和人类中。研究结果还表明，外温动物对温度敏感的繁殖成本可能会受到气候变化的影响，从而对种群动态产生潜在影响。
一项研究表明，动物繁殖的能源成本远远高于人们的想象，这主要是由于妊娠等间接成本造成的。这一发现挑战了传统的生物学模型，并表明气候变化可能会进一步影响对温度敏感的物种的繁殖策略。
最近的一项研究显示，动物繁殖过程中消耗的能量可能比先前估计的高出 10 倍，特别是在考虑到与生育和养育后代相关的代谢成本时。这些发现从根本上挑战了动物生长和生命史的长期理论和生物模型。繁殖是动物所能进行的最大能量投资之一。
这种投资包括直接成本（直接投资于后代本身的能量）和间接成本（在后代出生前创造、携带和照顾后代所消耗的能量）。虽然人们对繁殖的直接成本已经有了很好的了解，但间接成本--繁殖的新陈代谢负荷--还没有被量化过。
尽管这种理解并不全面，但不同的生物学理论对繁殖的代谢负荷做出了相互矛盾的假设。例如，大多数模型假定，与直接成本相比，新陈代谢负荷相对较小，而其他模型则不区分新陈代谢负荷和总的生殖能量投资。在应用这些不同的假设时，会对动物生活史的基本驱动因素产生不同的结论。
塞缪尔-金瑟及其同事开发了一个定量框架，通过结合动物后代的能量含量和孕育后代的代谢负荷数据，估算动物类群繁殖的总能量成本。通过这种方法，作者们可以分辨出造成整体繁殖能量投资的因素。
通过对 81 个物种（从微小生物到人类）的评估，Ginther等人发现，直接成本通常只占繁殖所消耗能量的一小部分。例如，在哺乳动物中，只有约 10%的生殖能量消耗在后代身上，其余 90% 的能量消耗在新陈代谢密集的妊娠过程中。
人类的间接成本最高，约为 96%。Ginther等人的分析还表明，外温动物的活体繁殖进化伴随着代谢负荷的大幅增加，这表明活体繁殖的外温动物比产卵的外温动物付出了更高的间接成本。此外，作者还发现，外温动物繁殖的间接成本对温度极为敏感，这表明未来气候变暖可能导致繁殖成本的变化，从而对气候变化下的种群更替产生令人担忧的影响。
参考文献：《代谢负荷和后生动物的繁殖成本》，作者：Samuel C. Ginther、Hayley Cameron、Craig R. White 和 Dustin J. Marshall，2024 年 5 月 16 日，《科学》。
编译来源：ScitechDaily