1. Ultimamente, c’è stato interesse nell’uso del tasso di crescita intrinseco (rm) per predire gli effetti del riscaldamento climatico sulla vitalità della popolazione degli ectotermi. Tuttavia, poiché rm è calcolato usando l’equazione di Euler-Lotka, la sua affidabilità nel predire la persistenza della popolazione dipende dal fatto che le popolazioni di ectotermi possano raggiungere una distribuzione stabile di età/stadi in ambienti termicamente variabili. Qui, indaghiamo questo problema utilizzando un quadro matematico che incorpora descrizioni meccanicistiche degli effetti della temperatura sui tassi vitali in un modello di popolazione strutturato a stadi che cattura realisticamente la variabilità indotta dalla temperatura nei ritardi di sviluppo che caratterizzano i cicli di vita degli ectotermi. 2. Troviamo che le popolazioni che sperimentano la variazione stagionale della temperatura convergono verso una distribuzione a stadi il cui modello intra-annuale rimane invariante negli anni. Di conseguenza, anche il tasso di crescita medio annuo pro capite rimane costante tra gli anni. L’intuizione chiave è il meccanismo che permette alle popolazioni di convergere verso una distribuzione stazionaria degli stadi. Gli effetti della temperatura sui processi biochimici (ad esempio la cinetica enzimatica, la regolazione ormonale) che sono alla base dei tratti del ciclo vitale (riproduzione, sviluppo e mortalità) mostrano proprietà termodinamiche ben definite (ad esempio, cambiamenti di entropia ed entalpia) che portano a risultati prevedibili (ad esempio, riduzione dei tassi di reazione o azione ormonale a temperature estreme). Di conseguenza, i tratti del ciclo vitale mostrano una risposta sistematica e prevedibile alla variazione stagionale della temperatura. Questo a sua volta porta a risposte temporalmente prevedibili della temperatura della distribuzione degli stadi e del tasso di crescita pro capite. 3. Quando il riscaldamento del clima causa un aumento della temperatura media annuale e/o dell’ampiezza delle fluttuazioni stagionali, il modello di popolazione prevede che il tasso di crescita medio annuale pro capite si riduca a zero entro 100 anni quando il riscaldamento è lento rispetto al periodo di sviluppo dell’organismo (0,03-0,05°C all’anno) e diventi negativo, causando l’estinzione della popolazione, molto prima di 100 anni quando il riscaldamento è veloce (ad esempio 0,1°C all’anno). L’equazione di Euler-Lotka predice una diminuzione più lenta di rm quando il riscaldamento è lento e un tempo di persistenza più lungo quando il riscaldamento è veloce, con la deviazione tra le due metriche che aumenta all’aumentare del periodo di sviluppo. Questi risultati suggeriscono che le previsioni della vitalità delle popolazioni di ectotermi basate su rm possono essere valide solo per le specie con brevi ritardi di sviluppo, e anche in questo caso, solo su brevi scale temporali e sotto regimi di riscaldamento lento.

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