Divergent effects of climate change on the egg‐laying opportunity of species in cold and warm regions

Climate warming can substantially impact embryonic development and juvenile growth in oviparous species. Estimating the overall impacts of climate warming on oviparous reproduction is difficult because egg-laying events happen throughout the reproductive season. Successful egg laying requires the completion of embryonic development as well as hatching timing conducive to offspring survival and energy accumulation. We propose a new metric-egg-laying opportunity (EO)-to estimate the annual hours during which a clutch of freshly laid eggs yields surviving offspring that store sufficient energy for overwintering. We estimated the EO within the distribution of a model species, Sceloporus undulatus, under recent climate condition and a climate-warming scenario by combining microclimate data, developmental functions, and biophysical models. We predicted that EO will decline as the climate warms at 74.8% of 11,407 sites. Decreasing hatching success and offspring energy accounted for more lost EO hours (72.6% and 72.9%) than the occurrence of offspring heat stress (59.9%). Nesting deeper (at a depth of 12 cm) may be a more effective behavioral adjustment for retaining EO than using shadier (50% shade) nests because the former fully mitigated the decline of EO under the considered warming scenario at more sites (66.1%) than the latter (28.3%). We advocate for the use of EO in predicting the impacts of climate warming on oviparous animals because it encapsulates the integrative impacts of climate warming on all stages of reproductive life history.Efectos divergentes del cambio climático sobre la oportunidad de desove de las especies en regiones cálidas y frías Resumen El calentamiento global puede tener un impacto considerable sobre el desarrollo embrionario y el crecimiento juvenil de las especies ovíparas. Es complicado estimar el impacto general que tiene el calentamiento global sobre la reproducción ovípara ya que los eventos de desove suceden durante la época reproductiva. El desove exitoso requiere que se complete el desarrollo embrionario y que el momento de eclosión sea favorable para la supervivencia de las crías y la acumulación de energía. Proponemos una nueva medida-oportunidad de desove (OD)-para estimar las horas anuales durante las cuales una puesta de huevos recién desovados produce crías que sobreviven y almacenan suficiente energía para invernar. Estimamos la OD dentro de un modelo de distribución de la especie Sceloporus undulatus bajo las recientes condiciones climáticas y bajo un escenario de calentamiento global mediante la combinación de datos microclimáticos, funciones del desarrollo y modelos biofísicos. Pronosticamos que la OD declinará conforme la temperatura aumente en 74.8% de los 11407 sitios. La disminución del éxito de eclosión y de la energía de las crías explicó más horas perdidas de OD (72.6% y 72.9%) que la presencia de estrés por calor en las crías (59.9%). Una anidación más profunda (a una profundidad de 12 cm) puede ser un ajuste conductual más efectivo para la retención de la OD que los nidos con mayor sombreado (50% de sombra) porque el primero mitigó por completo la declinación de la OD bajo el escenario de calentamiento en más sitios (66.1%) que el segundo ajuste (28.3%). Defendemos el uso de la OD en el pronóstico del impacto del calentamiento global sobre los animales ovíparos porque encapsula los impactos integrales que tiene el calentamiento global sobre todas las etapas de la vida reproductiva. 气候变化在寒冷和温暖地区对物种产卵机会造成不同影响.气候变暖可能严重影响卵生物种的胚胎发育和幼体生长。由于产卵事件先后发生在整个繁殖季节, 评估气候变暖对卵生物种繁殖的总体影响十分困难。一次成功的产卵除了让胚胎能够完成发育外, 还需要让卵在有利于后代生存和能量积累的时机孵化。我们提出了一个新的指标--产卵机会(EO) --用来估计一年中一窝新产卵能够产生成功越冬后代的时间。结合微气候数据、胚胎发育数据和生物物理模型, 我们估算了模式物种东部强棱蜥(Sceloporus undulatus)在当前气候条件和气候变暖情景下, 其分布范围内的EO。我们预测, 在东部强棱蜥分布区内的11407个位点中, 74.8%的位点的EO将随着气候变暖而缩短。由孵化成功率降低和后代能量积累减少所造成的EO损失(72.6%和72.9%)大于由新生幼体热压力所造成的EO损失(59.9%)。在气候变暖情景下, 增加产卵巢穴深度(12 cm)可能比在更郁闭的巢穴中产卵(50%郁闭)更有效地减缓EO损失, 因为在东部强棱蜥的例子中前者(66.1%)比后者(28.3%)在更多的地点避免了EO的损失。我们提倡使用EO来预测气候变暖对卵生动物的影响, 因为它概括了气候变暖对繁殖生活史各个阶段的综合影响。.