热带Bicyclus蝴蝶生活史各阶段热耐受性的栖息地效应：局部适应与可塑性交互作用

本研究针对气候变化下热带昆虫响应机制的知识空白，以喀麦隆森林-稀树草原过渡带的四种Bicyclus蝴蝶为模型，通过野外微生境调查和室内恒温驯化实验，揭示了栖息地类型与发育温度共同调控热耐受性可塑性的规律。研究发现，生态过渡带种群在临界热上限（CTmax）表现出更高可塑性，且微生境偏好与热耐受性表型匹配，为预测热带昆虫对气候变暖的异质性响应提供了生理生态学依据。

　　

全球变暖正以惊人速度挑战着生态系统的稳定性，尤其对体温依赖环境温度的变温动物构成严峻威胁。热带昆虫作为生物多样性的关键组成部分，其生存策略备受关注，但关于它们如何通过表型可塑性（phenotypic plasticity）应对气候变暖的机制仍存在显著知识缺口。传统研究多聚焦于物种间生理差异或局部适应（local adaptation）对热耐受性的影响，而栖息地尺度与发育阶段可塑性的交互作用却鲜有探讨。这一问题在热带地区尤为突出——这里的环境温度已接近许多昆虫的耐热极限，微气候（microclimate）缓冲作用可能成为它们的“救命稻草”。

为解开这一谜题，由Michel A.K. Dongmo领衔的研究团队以非洲特有的Bicyclus属蝴蝶为模型，在喀麦隆的森林与生态过渡带（ecotone）展开多尺度研究。该研究巧妙结合野外生态学与实验生物学方法，首次系统揭示了微生境（microhabitat）偏好、发育温度驯化（acclimation）与生活史阶段如何共同塑造热带蝴蝶的热耐受格局。论文发表于生态进化领域权威期刊《Evolutionary Ecology》，为理解气候变暖下生物多样性响应机制提供了新视角。

研究团队通过野外诱捕调查与恒温驯化实验相结合的技术路径展开工作。在喀麦隆森林与生态过渡带栖息地，采用标准锥形诱捕器进行季节性微生境（开阔地/林下）蝴蝶丰度监测，同步使用iButton温度记录仪量化微气候差异；实验室建立种群后，通过常见花园实验（common garden experiment）将第二代个体在20°C与30°C恒温下驯化，采用动态法（dynamic method）以0.25°C/分钟的速率测定幼虫和成虫的临界热上限（CT_max）与临界热下限（CT_min）；利用线性混合模型（linear mixed models）分析栖息地、驯化温度与生命阶段的交互效应，并通过计算ΔCT_max（CT_max 30°C - CT_max 20°C）量化可塑性程度。

微生境偏好与热耐受表型匹配

野外调查发现四种蝴蝶的微生境偏好存在显著分化：B. dorothea和B. vulgaris偏好开阔生境，B. sanaos严格局限于林下，B. sandace则呈现中间型分布。温度监测显示开阔地午间温度较林下高4-5°C，这种热异质性直接反映在物种耐受性上——林下物种B. sanaos具有最低的CT_max平均值与最窄的热耐受范围，而开阔地物种则表现出更强的耐热能力。

栖息地类型调控可塑性表达

恒温驯化实验揭示关键规律：生态过渡带种群在CT_max上表现出比森林种群更高的可塑性（ΔCT_max）。例如B. dorothea过渡带种群的ΔCT_max比森林种群高约1°C，且该模式在幼虫和成虫阶段一致。这表明经历更大自然温度波动的过渡带种群，演化出更强的热驯化能力以适应环境波动。

生命阶段可塑性呈现复杂模式

尽管幼虫与成虫的整体可塑性趋势相似，但幼虫阶段的热耐受性受驯化温度影响更显著。例如B. dorothea过渡带幼虫在30°C驯化后CT_max提升达2°C，而成虫仅提升1.5°C。这种发育阶段特异性的可塑性提示气候变化对不同生命阶段的影响可能存在不对称性。

讨论与展望：多维因子驱动异质性响应

研究结果强调，热带昆虫对气候变暖的响应将由栖息地特征、微生境利用策略与发育可塑性共同决定。森林物种（如B. sanaos）因可塑性低且依赖稳定的林下微气候，可能面临更高灭绝风险；而过渡带物种通过可塑性调整与行为趋避（如微生境选择）可能获得更大缓冲空间。该研究突破传统单一因子分析框架，提出“栖息地-可塑性-生活史”三维交互模型，为精准预测热带生物多样性变化提供新思路。未来研究需整合基因组学与代谢组学手段，揭示可塑性变异的分子基础，并拓展至更多热带类群验证普适性。