與人類(lèi)相似，動(dòng)物的行為表現(xiàn)（如探索、冒險(xiǎn)、社群交往）在不同時(shí)段或不同場(chǎng)景常常存在顯著的個(gè)體間差異，這種差異又稱(chēng)為動(dòng)物“個(gè)性”（animal personality）。個(gè)性在動(dòng)物界普遍存在，且在物種形成、疾病流行與傳播、種群入侵等生態(tài)和演化過(guò)程中扮演重要的角色。因此，闡明動(dòng)物個(gè)性的演化和維持機(jī)制是當(dāng)代生物學(xué)研究的重要課題。

已有模型研究表明，行為表現(xiàn)與生理狀態(tài)個(gè)體內(nèi)差異的耦合是個(gè)體間差異產(chǎn)生的重要機(jī)制。當(dāng)行為表現(xiàn)與生理特征個(gè)體內(nèi)差異存在正反饋時(shí)，二者將逐漸啟動(dòng)共演化或共發(fā)育過(guò)程，進(jìn)而導(dǎo)致個(gè)體間差異。相反，當(dāng)行為表現(xiàn)與生理特征個(gè)體內(nèi)差異存在負(fù)反饋時(shí)，個(gè)體間差異則無(wú)法演化。模型研究也表明，生態(tài)選擇壓力是決定行為表現(xiàn)與生理狀態(tài)反饋方式的重要因素。然而，迄今為止，生理特征─個(gè)性耦合關(guān)系隨生態(tài)環(huán)境變化而變化這一假設(shè)還未得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

基于此，該研究以海拔分布跨度極大（0- 4300 m）的典型兩棲動(dòng)物中華蟾蜍（Bufo gargarizans）為研究對(duì)象，采用重復(fù)測(cè)量的研究范式（圖I），結(jié)合多變量混合線(xiàn)性模型與結(jié)構(gòu)方程模型等統(tǒng)計(jì)方法，探究海拔梯度和熱馴化條件對(duì)靜止代謝率、基礎(chǔ)皮質(zhì)酮與探索和冒險(xiǎn)個(gè)性共變關(guān)系的影響。

結(jié)果表明：1）在低海拔環(huán)境下，生理特征個(gè)體間差異與個(gè)性的關(guān)聯(lián)方式高度可塑：在暖溫馴化（21℃）條件下，冒險(xiǎn)個(gè)性與基礎(chǔ)皮質(zhì)酮個(gè)體間差異正相關(guān)；在低溫馴化（15℃）條件下，冒險(xiǎn)個(gè)性、探索個(gè)性與靜止代謝率正相關(guān)(圖II)。2）在高海拔環(huán)境下，生理特征的個(gè)體間差異與個(gè)性的關(guān)聯(lián)方式較為穩(wěn)定：冒險(xiǎn)個(gè)性始終與基礎(chǔ)皮質(zhì)酮個(gè)體間差異正相關(guān)。3）能量管理模型適應(yīng)性調(diào)節(jié)是低海拔環(huán)境下生理特征個(gè)體間差異與個(gè)性關(guān)聯(lián)方式發(fā)生轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素。總之，這些結(jié)果提示，驅(qū)動(dòng)中華蟾蜍個(gè)性的生理狀態(tài)可以隨短期或長(zhǎng)期的熱生物學(xué)經(jīng)歷的變化而改變，支持生理特征─個(gè)性耦合背景依賴(lài)性假說(shuō)。

上述研究成果近期以“Context-dependent effects of thermal acclimation on physiological correlates of animal personality in Asiatic toads”為題，在線(xiàn)發(fā)表于英國(guó)皇家學(xué)會(huì)經(jīng)典期刊“Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences”（https://doi.org/10.1098/rspb.2024.1012）。論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所博士研究生譚松（現(xiàn)為生物所在站博士后），通訊作者為陳競(jìng)峰副研究員，加拿大圭爾夫大學(xué)傅金鐘研究員為共同作者。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然基金（No. 31370431、No. 31729003），生態(tài)環(huán)境部生物多樣性調(diào)查與評(píng)估項(xiàng)目（2019HJ2096001006）以及加拿大NSERC項(xiàng)目支持。

圖I?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程

圖II 結(jié)構(gòu)方程模型展示不同環(huán)境條件下生理和行為特征個(gè)體間差異的關(guān)聯(lián)性