松毛虫因冬季气温升高而扩展的地理范围

全球变暖预计将导致温度控制的生物分布变化。我们报告了松毛虫（Thaumetopoea pityocampa）最近的纬度和海拔扩展，其幼虫在冬季建立丝质巢并以松叶为食。在法国中北部（巴黎盆地），其分布边界在1972年至2004年之间向北移动了87公里；在意大利北部（阿尔卑斯山区），在1975年至2004年之间发生了110-230米的海拔上升。通过实验性地将冬季温度、取食活动和T. pityocampa幼虫的生存联系起来，我们将扩展归因于过去三十年来的温度上升导致的冬季生存率增加。在实验室中，我们确定了幼虫取食所需的最低巢和夜间空气温度，并基于这些温度阈值开发了一个机械模型。我们在一个迁移实验中测试了该模型，该实验使用自然温度梯度作为全球变暖的空间类比。在所有横断面中，我们将T. pityocampa幼虫的群落转移到历史分布区、近期分布区和当前分布之外的地点。我们监测了空气和巢温度、入射太阳辐射、幼虫物候、取食活动和生存情况。早季温度对物候的影响显而易见，较极端（较冷）地点的群落发育被延迟。在最冷的月份，我们的模型与观察到的取食活动模式一致：取食随着纬度或海拔的增加而逐渐减少，这是由于达到取食阈值的小时数减少，这对最终生存产生了负面影响。阳光照射提高了巢温度，并增加了南面而非北面的取食活动。所有地点的取食阈值以下的温度长时间下降，导致饥饿和部分死亡。然而，即使在最极端的地点，仍然允许一定的取食，因此群落生存率最高可达20%并成功蛹化。考虑到当前的寡食性T. pityocampa分布并不受其实际或潜在宿主分布限制，且温暖的冬季将导致取食小时数增加和致命低温概率降低，我们预计在以前禁忌的环境中生存率继续改善的趋势将会继续，导致更进一步的纬度和海拔扩展。这项工作强调了开发基于温度的预测模型以应对冬季受限物种未来分布变化的必要性，并具有管理上的潜在应用。