Heat limits scale with metabolism in ectothermic animals
Notice bibliographique
Résumé
Ectotherms given time to acclimate to warmer environments, habitats or experimental treatments tend to tolerate higher maximum temperatures, but only slightly higher. This means warmer acclimated organisms live closer to their physiological temperature limits (their 'critical temperatures'). The reason for this modest-and often highly variable-plasticity of heat limits is debated but raises concerns for resilience to future climate warming. Experiments have shown heat tolerance is dependent not just on the magnitude of thermal stress but also on time via exposure duration. This implicates rate processes in the regulation of heat limits, yet few studies have explored this possibility. Invoking biological rates (such as metabolic rate) to explain the plasticity of critical temperatures is complicated by the need to account for temperature, time and the nonlinear dependence of rates on temperature. We developed a new approach to explore whether incorporating estimated metabolic rate and its thermal scaling could explain the apparently modest and highly variable capacities of ectotherms to adjust their heat limits. To do this, we re-evaluate a large thermal tolerance dataset for diverse ectothermic animals heated from different acclimation temperatures up to their critical temperature. By integrating temperature, time and the exponential relationship between temperature and metabolic rate, we compute a cumulative 'metabolic currency' that ectotherms expend (or accumulate) before reaching their heat limits. We then explore how this quantity varies for ectotherms acclimated to different temperatures. Our 'metabolic rescaling' has a dramatic impact on explaining variation in heat limits, revealing that heating tolerance is effectively fixed within a species such that heat limits from any acclimation temperature can be predicted with remarkable accuracy by measuring heat limits at any other acclimation temperature. Heating rate also has a strong, consistent, influence. Evidently, warmer-acclimated organisms only marginally elevate their critical temperatures because they have a fixed amount of energy to spend during heating, and they spend it at a faster rate in warmer temperatures. This provides a very different perspective to leading explanations that organismal heat limits are constrained by hard physiological boundaries and instead encourages unification of thermal tolerance and metabolic scaling theory.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».