蝴蝶翅膀上的“眼睛”是可以改变大小的 这种能力是如何演化的？

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最近发表在《ELIFE》期刊上的一项新研究，阐述了关于某些蝴蝶是如何演化出能够根据温度调整翅膀上的“眼睛”图案的大小的能力的新见解。

这项研究表明，非洲偏瞳蔽眼蝶（Bicyclus anynana，B.anynana）是蛱蝶科的一员，它们通过一种复杂的生理和分子反应来改变翅膀上的圆环形图案的大小，这种反应在数百万年中逐渐进化。研究结果还强调，虽然温度可以调节不同种类的偏瞳蔽眼蝶体内的激素水平，但这种蝴蝶只是利用这种反应调节眼睛图案大小的少数蝴蝶之一。

蛱蝶科的许多蝴蝶翅膀上都有圆环形的图案，通常是用来吓走掠食者的。然而，在某些季节，如非洲的旱季，蝴蝶最好的生存策略是避免引起其他动物对自己的注意，它们会缩小眼窝的大小，使自己看起来像一片枯叶。

蝴蝶是如何完成这一壮举的，目前只在非洲一种叫偏瞳蔽眼蝶的蝴蝶身上进行过研究。在这个物种中，标志着旱季到来的低温，降低了一种叫做20E的激素在蝴蝶身体中的含量。这中激素改变了位于眼点中心的激素敏感细胞的功能，并随后缩小了“眼睛”的大小。

这项研究的主要负责人，生物学家Shivam Bhardwaj解释说：“我们研究这种激素介导的系统，是通过检测其他物种有没有通过同样的方式来调节身上图案的大小的能力的。”我们想知道哪些物种会随着温度的变化而改变它们身体上的图案的大小，以及它们是否通过与偏瞳蔽眼蝶相同的机制来实现这一点。这项研究将使我们能够首次探索温度调节系统是如何在遗传和生理水平上进化的。

为了做到这一点，Bhardwaj和他的研究小组在两种不同的温度下饲养了13种不同种类的眼蝶（这些眼蝶身上也有眼睛图案）。他们发现，所有物种在低温下都有较低水平的20E激素，但大多数种类的眼蝶无法相应地改变眼睛图案的大小。这包括已知在雨季和旱季眼睛图案大小不同的种类。“我们还发现，其中某些种类的眼蝶的眼睛图案中心的细胞表达了激素受体，就像偏瞳蔽眼蝶一样，但这也不足以改变其图案的大小，”Bhardwaj说。

研究小组随后对13个种类眼蝶中的4个身上的20E激素进行了操作，发现也只有偏瞳蔽眼蝶进化出了温度和激素介导的眼睛图案大小调节系统。他们认为，由于非洲自然栖息地的季节性变化，这种物种逐渐进化出根据温度改变眼睛图案大小的能力。

现在还需要进一步的研究来了解其他蝴蝶在干湿季节用来改变眼点大小的不同环境信号。新加坡国立大学的副教授Antónia Monteiro说：“目前，我们的研究揭示了偏瞳蔽眼蝶对季节性环境的复杂、渐进的适应，需要特定的突变才能进化。”如果其他形式的适应与偏瞳蔽眼蝶中确定的适应一样难以进化，那么我们的发现支持了先前的警告，即许多物种在气候变化导致的不可预测和波动的温度面前可能容易灭绝。”