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Metabolic trait diversity shapes marine biogeography

机译：代谢性状多样性塑造海洋生物地理

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摘要

A tight coupling between metabolic rate, efficacy of oxygen supply and the temperature sensitivities of marine animals predicts a variety of geographical niches that better aligns with the distributions of species than models of either temperature or oxygen alone.Climate and physiology shape biogeography, yet the range limits of species can rarely be ascribed to the quantitative traits of organisms(1-3). Here we evaluate whether the geographical range boundaries of species coincide with ecophysiological limits to acquisition of aerobic energy(4)for a global cross-section of the biodiversity of marine animals. We observe a tight correlation between the metabolic rate and the efficacy of oxygen supply, and between the temperature sensitivities of these traits, which suggests that marine animals are under strong selection for the tolerance of low O-2(hypoxia)(5). The breadth of the resulting physiological tolerances of marine animals predicts a variety of geographical niches-from the tropics to high latitudes and from shallow to deep water-which better align with species distributions than do models based on either temperature or oxygen alone. For all studied species, thermal and hypoxic limits are substantially reduced by the energetic demands of ecological activity, a trait that varies similarly among marine and terrestrial taxa. Active temperature-dependent hypoxia thus links the biogeography of diverse marine species to fundamental energetic requirements that are shared across the animal kingdom.
机译：代谢率之间的紧密耦合，氧气供应的功效和海洋动物的温度敏感性预测了各种地理利基，其与物种分布更好地对准，而不是单独的温度或氧气的模型.Clime和生理形状的生物地理，但范围物种的限制很少归因于生物的定量性状（1-3）。在这里，我们评估物种的地理范围边界是否与生态学限制相互作用，以获取有氧能源（4）以获得海洋动物的生物多样性的全球横截面。我们观察到代谢率和氧气供应的功效之间的紧张相关性，以及这些性状的温度敏感性，这表明海洋动物受到低O-2（缺氧）（5）的耐受性的强烈选择。由此产生的海洋动物的生理公差的广度预测了各种地理利用 - 从热带地区到高纬度，从浅水到深水 - 与物种分布更好地对准，而不是仅基于两种温度或氧气的模型。对于所有研究的物种，通过生态活动的能量需求，热量和缺氧极限大大减少，这是海洋和地面征集中同样不同的特征。因此，活性温度依赖性缺氧将各种海洋物种的生物地带与动物王国共享的基本能量要求联系起来。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2020年第7826期|557-562|共6页
  • 作者

    Deutsch Curtis; Penn Justin L.; Seibel Brad;

  • 作者单位

    Univ Washington Sch Oceanog Seattle WA 98195 USA|Univ Washington Dept Biol Seattle WA 98195 USA;

    Univ Washington Sch Oceanog Seattle WA 98195 USA;

    Univ S Florida Coll Marine Sci St Petersburg FL USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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