Air temperature limits aerobic capacity and scope in active birds
这项研究表明，空气温度通过导致在远低于其静息热耐受度的温度下出现过热和代谢性能下降，显著限制了活跃斑胸왕雀的需氧能力和范围，凸显了气候变化对活跃鸟类造成的关键性的亚致死适应性代价。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
我们周围的空气不仅仅是生命的背景；它是一种持续的、无形的力，塑造着动物如何移动、进食和生存。对于鸟类而言——这类能产生自身体热的温血生物——空气的温度是其日常生存的关键因素。当空气凉爽时，这些鸟类必须更加努力地保持温暖，通过消耗能量来维持其内部热量。当空气温暖时，它们面临着相反的问题：它们必须努力降温。它们主要通过喘息或在身体表面散布水分来实现这一点，这一过程会蒸发水分并带走热量。科学家们早已了解这些处于静止状态（如在巢中或在树枝上休息）的鸟类的极限。然而，现实世界很少提供这种静止状态。鸟类必须飞行、狩猎和照顾幼鸟，这些活动会产生大量的内部热量。一个关键的问题一直悬而未决：当鸟类在剧烈运动时，其散热能力会发生怎样的变化？以及在什么情况下，白天的热度会阻碍鸟类飞行或喂养幼鸟？
为了回答这个问题，研究人员转向了斑胸草雀，这是一种常在人工饲养环境下生活的常见小型鸟类。他们想要观察一只鸟在被迫于从凉爽到相当温暖的空气中进行运动时，其体内会发生什么。在受控的实验室环境中，他们将单只鸟放入一个密封的透明轮状装置中。这并非玩具，而是一个精确的科学仪器，旨在让鸟类保持运动。轮子起初缓慢旋转，随后加速，鼓励鸟类通过跳跃和拍打翅膀来保持平衡，就像仓鼠在转轮上奔跑一样。研究人员可以控制舱内的空气温度，测试鸟类在从12摄氏度到36摄氏度的温度下的表现。在鸟类奔跑时，科学家们精确测量了它们消耗了多少氧气、通过呼吸和皮肤流失了多少水分，以及它们的体温升高到了多少。他们还测量了相同鸟类在休息时的状态，以便进行对比。
结果揭示了一个令人惊讶且具有局限性的现实。当鸟类处于休息状态时，它们可以承受高达近40摄氏度的空气温度而不会出现体温过高的情况。但当它们在运动时，情况发生了戏剧性的变化。在那些对休息中的鸟类来说非常舒适的温度下，它们就开始出现过热现象。在测试的最热温度——36摄氏度下，鸟类的体温变得危险地高，达到了45.1摄氏度，这已接近该物种的生存上限。即便它们通过喘息和流失水分的速度比休息时高出八倍，运动过程中肌肉产生的热量依然让身体无法承受。尽管这些努力试图降温，但水分的流失仍不足以抵消产生的热量。
由于鸟类无法足够快地散热，它们的身体被迫减速。研究人员发现，与较凉爽的条件下相比，在最热的温度下，鸟类能够产生的最大能量下降了18%。它们的整体活动能力（即有氧范围）缩减了22%。简单来说，白天的热度在物理层面上限制了它们工作的强度。鸟类并不只是通常意义上的感到疲劳；它们的生理机能撞上了一堵墙，即它们无法再平衡自身产生的热量与能够散发的热量。这表明在野外，随着全球气温上升，鸟类可能会被迫在一天中最热的时段减少活动水平。它们可能无法像以前那样频繁地喂养幼鸟或飞得那么远，这并非因为它们缺乏能量，而是因为空气太热，导致它们无法释放身体产生的热量。这项研究为为什么热应激会导致野生动物遭受亚致死成本提供了明确的机制，表明鸟类耐力的极限往往取决于其散热能力，而不仅仅是产生动力的能力。
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