En ny studie publicerad i Science och ledd av biologer från Monash University avslöjar att energikostnaden för reproduktion är mycket högre än man tidigare trott.
Forskningen, som leds av Dr. Samuel C Ginther från School of Biological Sciences, utmanar långvariga antaganden om reproduktionens energidynamik och dess implikationer för livshistoriens evolution.
Studien fann att den energi som föräldrar investerar i reproduktionen inte bara inkluderar energin som finns i avkomman själva (direkta kostnader), utan också den energi som går åt för att producera och bära dem (indirekta kostnader). Hos de flesta arter överstiger de indirekta kostnaderna, såsom den metaboliska belastningen vid graviditet, de direkta kostnaderna.
Forskargruppen analyserade data från 81 metazoer, allt från hjuldjur till människor, för att uppskatta de totala energikostnaderna för reproduktion och dess komponenter. Detta omfattande tillvägagångssätt ger ett nytt ramverk för att förstå energidynamiken för reproduktion över ett brett spektrum av djur.
Medan forskare har förstått de direkta energikostnaderna förknippade med avkommor (som energin som används för att skapa och ge näring till dem), har de indirekta kostnaderna - den metaboliska belastningen av graviditet och föräldravård - till stor del förbisetts. Denna nya forskning visar att dessa indirekta kostnader kan vara enorma.
Till exempel, hos däggdjur går endast cirka 10 % av energin som används för reproduktion till avkomman själva. Men 90% spenderas på den metaboliskt krävande graviditetsprocessen. Människor, med sina långa graviditeter, har några av de högsta indirekta kostnaderna, och når cirka 96 %.
"Resultaten var överraskande," sa Dr Ginther. "Vi fann att för många djur uppväger energin som spenderas på att helt enkelt bära och ta hand om avkomma före födseln vida tyngre än energin som investeras i själva avkomman", sa han.
"Dessa fynd har betydande implikationer för att förstå hur djur utvecklas och anpassar sig till sina miljöer. De väcker också oro över klimatförändringarnas potentiella inverkan på arters reproduktionsframgång, eftersom studien fann att indirekta kostnader är särskilt känsliga för temperaturfluktuationer."
Studien fann att däggdjur spenderar mer energi på reproduktion än ektotermer (groddjur, reptiler, fiskar etc.), med indirekta kostnader som representerar cirka 90 procent av deras totala reproduktionsenergiförbrukning medan levande ektotermer upplevde högre indirekta kostnader jämfört med äggläggning art.
"Studien förändrar i grunden vår förståelse av reproduktionens energidynamik och dess djupgående inverkan på en organisms energiflöden", säger medstudieförfattaren professor Dustin Marshall, också från Monash University School of Biological Sciences.
"Studien belyser också reproduktiva energikostnaders känslighet för global uppvärmning, särskilt i ektotermer," sade han.
"Varmare temperaturer kan öka ämnesomsättningen, vilket potentiellt kan höja de indirekta kostnaderna för reproduktion. Detta kan leda till mindre avkommor och få konsekvenser för befolkningspåfyllning i en värmande värld."
Mer information: Samuel C. Ginther et al, Metabolic loads and the cost of metazoan reproduction, Science (2024). DOI:10.1126/science.adk6772
Journalinformation: Vetenskap
Tillhandahålls av Monash University
