沫蝉偏振视觉与三色视觉的生理基础：揭示昆虫载体宿主搜寻行为以助力苛养木杆菌防控

《Annals of Applied Biology》：Polarization vision and the physiological basis for trichromatic vision in Philaenus spumarius: Understanding host-seeking behaviour in insect vectors for Xylella fastidiosa control

本研究系统揭示了草地沫蝉（Philaenus spumarius）作为苛养木杆菌（Xylella fastidiosa）主要传播媒介的视觉机制，通过整合解剖学、光学、电生理及行为学方法，首次证实其具备紫外（UV）、蓝（B）、绿（G）光敏感的三色视觉系统，且UV与B光感细胞具有高偏振敏感性（PS）。研究发现饥饿个体显著偏好线性偏振光，且该行为依赖UV/B受体激活。该成果为开发基于视觉干扰的可持续虫媒防控策略提供了关键理论依据。

　　

1 引言

昆虫依赖视觉和嗅觉作为定位寄主植物的主要感官模式，这些线索在农业生态系统中塑造了广泛的相互作用。在头喙亚目昆虫中，这些感官对长距离寄主定位尤为重要，但视觉作用的研究远少于嗅觉。昆虫视觉由复眼介导，复眼是由大量小眼组成的成像器官，每个小眼采样视觉场中狭窄部分。这种模块化设计使昆虫能在从明亮日光到昏暗月光的环境中运作，支撑多种视觉引导行为。

每个小眼的感光细胞微绒毛膜中包含视蛋白，将光转化为神经信号。感光细胞类型数量和光谱敏感性在昆虫间差异巨大，从单受体类别到果蝇的五种或蝴蝶的十五种。这种多样性实现了复杂的色觉，光谱敏感性从300纳米以下延伸至700纳米以上的红色范围。许多昆虫类群共享一组保守的祖先受体：紫外敏感、蓝敏感和绿敏感受体。这种祖先排列常被修改成适应生态需求的专门色觉系统。

除检测光强或颜色对比的能力外，昆虫还进化出检测线性偏振光的机制。这种能力在昆虫中广泛存在，在导航和寄主检测中发挥生态重要作用。来自自然光源的光大多为漫射或非偏振，意味着光子电场随机排列。然而，从大气粒子散射或从光滑非金属表面反射的光变为偏振，即光子电场主要在一个平面振荡。天空偏振模式提供宽场定向线索，而来自水面、叶片或动物表皮的反射产生局部偏振信号，水提供一致的横向偏振光来源。

偏振敏感性（PS）的生理基础在于感光细胞微绒毛的排列，其优先吸收电场矢量平行于其长轴的光子。昆虫通过比较同一视场中具有不同（正交）微绒毛取向的感光细胞响应来检测偏振角（AoP）和偏振度（DoLP）。偏振视觉由感光细胞对和偏振对抗编码介导，即通过相互突触抑制比较受体对信号。除导航外，昆虫利用非天空偏振线索进行如水查找和寄主植物选择等任务。

视觉性能的另一关键决定因素是空间分辨能力或视觉敏锐度。视觉敏锐度通常表示为感光细胞接受角（Δφ），通常等于或略大于小眼间角（Δρ），两者均由小眼面直径和眼曲率塑造。这些参数决定昆虫解析空间细节的能力，存在分辨率与视场间的权衡。捕食者和寻找同种个体的物种常进化出具有高分辨率的正面敏锐区，而草食动物通常优先考虑宽视觉覆盖以改进威胁检测。因此，复眼支撑诸如觅食、导航和捕食者回避等行为，对通过操纵视觉线索进行害虫管理具有直接意义。

理解视觉线索在给定昆虫物种与环境相互作用中的角色因此至关重要，不仅为阐明其感官生态学，也为制定可持续害虫管理策略。确实，对于严重依赖视觉线索定位农业生态系统内寄主植物的昆虫物种，使用驱避或吸引视觉刺激为破坏害虫-植物相互作用提供了有前景途径。这种方法在管理虫媒植物病原体时可能特别有价值，其中媒介的化学控制通常产生不一致的疾病传播风险降低。通过干扰视觉驱动的寄主定位减少昆虫-植物接触，可能有效限制病原体传播。

2 材料与方法

2.1 沫蝉采集与维护

在卢布尔雅那地区草地从六月至十月用扫网采集成虫沫蝉（每两周采集20-30个体）。沫蝉转移到遮荫笼（90×60×60厘米弹出式笼）中保持室外。用作食物来源的植物为3至6周龄的罗勒植物（Ocimum basilicum L.），每两周更换并按需浇水以保持适当土壤湿度。

2.2 解剖学分析

2.2.1 X射线显微CT成像

分析了在8.3.2光束线（劳伦斯伯克利国家实验室高级光源）获得的沫蝉X射线显微CT扫描。该光束线专为生物和材料标本的亚微米分辨率三维成像设计。扫描遵循Clark等人详细方法进行。标本根据Wood和Parkinson制备，包括乙醇存储、卢戈耳染色和在密封移液器吸头内扫描。使用4倍物镜透镜进行扫描，生成每标本约1750张图像，重建为体素大小1.605微米的三维体积。

获取数据集包括整个头部及周围组织。本研究数字隔离了单个沫蝉的视网膜使用分割技术。应用半自动体积阈值工具划分不同解剖结构，随后进行手动数据标记和提取。使用Dragonfly v. 2021.3进行可视化和进一步分析。感杆束在显微CT数据中无法解析；因此使用光学显微镜和三维重建检查其架构。

2.2.2 光学显微镜、三维重建和眼TEM

用于光和透射电子显微镜（TEM）的眼样本来自一雄一雌沫蝉，固定在3.5%戊二醛和4%多聚甲醛溶液中，随后在1%锇酸中进行后固定。经过梯度乙醇系列和环氧丙烷脱水后，样本通过逐步渗透过程超过2天嵌入Spurr树脂中。使用超薄切片机（Leica）和金刚石刀（Diatome）获得半薄（1微米）和超薄（50-70纳米）切片，并在成像前通过理查森技术用蓝色染料（半薄）或醋酸铀和柠檬酸铅（超薄切片）染色。超薄切片使用Talos L120C TEM在1600倍、3400倍、6700倍和17500倍放大下检查。半薄连续切片在200倍放大下使用Axio Imager M.2观察，通过RGB相机捕获约180张图像。

分析显微镜图像以识别结构特征并测量角膜透镜、晶锥和感杆束直径。TEM成像提供晶锥和中部感杆束直径测量并检查微绒毛结构。对于三维重建，左眼的半薄切片图像手动配准并自动对齐（刚性变换）使用ImageJ v. 2.14.0/1.54f与TrakEM2。损坏部分用邻近部分副本替换。对齐图像导入Dragonfly v. 2022.2进行三维重建，其中单个小眼组件被分割和标记以可视化内部架构。分割在三个平面进行，聚焦于围绕中心小眼的两个同心层次小眼。在外围同心区域，每个分割小眼间留一个或两个未分割小眼以减少冗余和简化可视化。尽管重建提供了小眼的详细空间表示，但由于半薄切片缺陷和固定过程中可能标本收缩存在一些失真。特别是近眼边缘处小眼和感杆束的倾斜被注意到。因此，解剖追踪被认为不足以准确估计光学轴或视觉分辨率。

2.2.3 小眼间角测量

解剖重建中的失真阻止了可靠光学轴估计，因此改为通过跟踪伪瞳孔上方小眼面位移来光学测量小眼间角，遵循Franceschini和Kirschfeld、Stavenga和Horridge的方法。伪瞳孔是一种光学现象，见于光学轴与物镜透镜孔径对齐的小眼；这些小眼面呈现黑暗因为入射光在感杆束中被吸收。通过以5度增量旋转眼睛并保持伪瞳孔居中，可以计算越过它的小面数量（N），从而计算局部小眼间角为Δρ = 5°/N。测量在三个解剖平面进行：前后（A-P）、背腹（D-V）和对角（AD-VP）。

采用改进的远距显微系统，最初为蝴蝶眼辉成像开发。该落射照明显微镜包括缩短的远距管和紫外 capable交叉偏振滤光片以减少角膜反射和增强伪瞳孔可见性。眼睛用宽光谱白光照明。将沫蝉固定在移液器吸头上并定位在测角仪台中，使眼中心与主物镜透镜焦点对齐。首先在眼前角定位伪瞳孔，测角仪以5度步长横向、垂直和对角移动。图像堆栈导入ImageJ，对齐并使用Plot Profile功能分析以确定伪瞳孔中心。参考小眼相对于此中心的位移跨图像帧计算。每个测量使用不同参考小眼重复五次，结果取平均。自定义MATLAB脚本插值未测量小面值，应用高斯滤波器（σ=1.5）进行平滑，并生成热图覆盖在基于显微CT的视网膜图上。

2.3 电生理测量

2.3.1 单细胞记录

选择在植物材料上主动取食的沫蝉进行测量。其腿用蜂蜡-树脂混合物固定，昆虫以背侧向下45度角定位在塑料支架中。支架安装在小测角仪上，放入大测角仪中，并调整使眼在旋转中心对齐。参考电极（Ag/AgCl，50微米）插入对侧眼中。后眼角质层中小矩形开口允许玻璃电极通过角膜插入，用硅膏密封防止干燥。

使用水平拉针器（Sutter）拉制尖锐硼硅酸盐微电极（1毫米/0.5毫米），填充2M KCl（150-250兆欧电阻），并附着在塑料支架中的100微米Ag/AgCl线上。测量电极、参考和接地连接到安装在大测角仪上的前置放大器，该放大器封闭在三面黑色法拉第笼中屏蔽杂散光。压电微操纵器（Sensapex）以1.5微米步长移动尖锐电极通过预切孔。感光细胞穿透由电位下降和光诱发受体电位出现指示。信号使用高阻抗SEC-10LX放大器（NPI）在桥式模式下放大，通过CED1401 micro MK2接口（剑桥电子设计）数字化，并用WinWCP 5.5.4（斯特拉斯克莱德大学）记录。实验设置遵循Belu?i?等人描述的方法。

光刺激来自两个源。第一个是75瓦氙弧灯（Cairn Research），通过单色仪（BandM Optik）、机械快门和电机驱动连续渐变中性密度（光密度0-4）滤光片（Thorlabs）过滤，并投射到光纤中。使用离散中性密度滤光片（0.5-3.2对数单位）进行额外调整。所有光学元件均为紫外 capable（石英或熔融二氧化硅）。第二个源是“LED合成”设置，具有21个LED，峰值在365至685纳米之间，间隔15纳米（Belu?i?等人）。二极管和衍射光栅组合实现15纳米精度光谱选择。来自两个源的光共轴投射到昆虫眼上，使用视场和孔径光阑整形。辐射校准光谱仪（Flame，Ocean Optics）确保两个源在所有波长发射相等光子通量密度（最大1.5×10¹⁵光子厘米^?2秒^?1）。对于PS测量，将紫外 capable偏振器（OUV2500，Knight Optical）插入单色仪光束中的电机驱动支架上。所有刺激设备由Arduino Uno和Due微控制器控制。

2.3.2 光谱敏感性测量

当电极穿过视网膜时，受体细胞类型通过“LED合成”系统快速闪光响应光谱 profile识别。然后使用计算机控制单色仪测量光谱敏感性，传递300毫秒闪光在1秒间隔。刺激波长从300步进到700纳米，5纳米增量，最终光谱敏感性从两条曲线平均。

2.3.3 响应强度依赖性测量

光谱敏感性测量后，在最大效率波长（λ_max）记录强度-响应曲线。单色仪光束设置为λ_max并用中性密度滤光片在4对数单位内调暗。300毫秒闪光以0.2对数步长增加强度传递，间隔2秒。

2.3.4 偏振敏感性测量

PS在λ_max测量，通过插入电机驱动线性偏振滤光片OUV2500（Knight Optical）在单色仪光轴中。使用中性密度滤光片，调整光强以引发在强度-响应曲线最陡部分对应幅度范围内的信号。在连续闪光间，偏振器以18度增量旋转，完成两次全旋转。

2.3.5 光谱敏感性、强度和PS的数据处理

来自光谱敏感性、强度和PS的测量数据（WinWCP软件）导出到电子表格并在MATLAB中处理。西格莫德（Hill）曲线拟合到强度-响应电压以确定斜率、中心和最大去极化。光谱和偏振电压通过逆Hill变换转化为敏感性值，通过计算在每个波长或偏振角引发固定低水平响应幅度所需的刺激强度。PS通过拟合余弦平方（cos²）函数到数据评估，PS计算为函数最大与最小响应比。最大敏感性角（φ_max）定义为在偏振器180度旋转分离的拟合函数的两个峰值处。φ_max指示线性偏振角，感光细胞在此产生最大响应。

遵循我们先前结果（Megli?等人），感光细胞 with PS < 2, 2 < PS < 4, and PS > 4分别分类为具有低、适度或高PS。即，偏振性马蝇的绿敏感R1-6感光细胞通过系统微绒毛错位（扭曲）使PS最小化至低（PS ~ 1.1–2.0）但不贡献偏振视觉；其紫外或绿敏感R7y和R8y受体具有适度PS ~ 2–3且不贡献偏振视觉，而其紫外和蓝敏感R7p和R8p具有高PS（PS > 3）是偏振视觉的主要基质。数据处理和可视化在Prism 8.0完成。

2.4 偏振趋性行为测试

2024年8月，进行行为测定以检查沫蝉是否对横向偏振光响应。从叶表面反射的光通过镜面反射变为部分偏振，在自然照明几何下产生主要倾斜或横向偏振。从沫蝉主观视角，在植物叶上行走时反射是横向偏振的。因此我们将行为测试限制于横向线性偏振，作为生态相关叶反射的合理表示。

为测试其在沫蝉决策中潜在角色，采用双选择设置使用Y形竞技场（主隧道：12厘米宽×40厘米长；侧隧道：12厘米宽×30厘米长）。为消除偏振反射和提供抓地力，墙壁和天花板衬有粗糙过滤纸。屏障带狭缝定位在每个侧隧道内20厘米处，后面有45度镜子反射来自300瓦WASP宽光谱源（HIVE LIGHTNING Inc.）的光。该灯模型不再商用，基于微波诱导等离子体在Xe填充石英安瓿中发射无闪烁300–700纳米光谱，类似阳光。

使用两种视觉刺激：漫射和横向偏振光。两者均通过使光通过两层漫射器（两层物镜清洁纸，Whatman，和玻璃漫射器，Thorlabs）和偏振器（紫外 capable，Bolder Vision Optik）产生，定位在屏障和光源之间。漫射光先通过偏振器，然后漫射器，而偏振光以相反顺序通过。这确保两种条件下类似光强，偏振设置为0%或100%。实验前，用单色偏振测量Phoenix相机（Lucid Vision）配备石英镜头（Ricoh）和Techspec 50纳米带通滤光片峰值在350、450和550纳米（Edmund Optics）检查迷宫是否有任何不受控的墙壁偏振反射。

在初步测试中，我们观察到野外采集沫蝉随机接近刺激。对这些初始试验未进行统计分析，因为目标是观察自然取食条件下的一般定向行为。基于这些观察，我们假设测试前饥饿昆虫会引发更主动寄主搜寻行为并可能揭示定向偏好。基于初步试验，3分钟时间点允许足够决策机会同时最小化反转可能性。总共103只具有唯一ID的沫蝉用于两个实验（39雄和64雌）。这些昆虫分布在7天（测试）中，每次10-20只。饥饿和适应在环境光条件下单独进行，无植物或水 access。饥饿期后，每只昆虫单独放置在Y形竞技场入口并覆盖以确保周围光不会影响其选择。3分钟后，移除覆盖，观察昆虫选择。如果听到跳跃声，立即记录选择，因为它导致选择做出，等待3分钟标记可能导致选择改变。如果沫蝉留在主隧道或停止在Y的两臂之间，分类为“被动”。

为控制潜在偏差源，如照明不对称、温度差异、化学线索或空间学习，刺激在竞技场左右臂之间系统交换 after each full measurement set。每只沫蝉测试一次 per stimulus arrangement（set）。所有昆虫测试后，刺激位置交换，相同昆虫再次测试。因此，每个个体贡献两次观察 per test。对于第一组测试，沫蝉饥饿和脱水3小时，而第二组中，此期延长至4小时。总共在第一实验中记录182选择。测试每天在下午1:00至4:00进行，每天完成两组（测试）。每只沫蝉分配唯一ID以跟踪重复行为。记录昆虫性别和刺激位置。第一个实验使用宽光谱光源，而第二个使用相同设置添加减蓝滤光片（Lee 101，Lee Filters）安装在紫外阻挡有机玻璃上。过滤和未过滤光源的光谱输出和强度 profile提供。

光谱限制旨在保持具有高PS的紫外和B感光细胞 deprived of stimulation while allowing insects to be guided primarily by the G photoreceptors, which have low PS, as suggested by electrophysiological data。在第二个实验中，只有九只沫蝉测试在两组 under the original wide-spectrum condition, and the same insects in two sets under the filtered condition, resulting in a total of 36 recorded choices。使用R版本4.4.2进行统计分析。为评估两个实验中的刺激偏好，我们建模二元响应变量，表示在偏振和漫射刺激之间的选择，使用广义线性混合模型（GLMM） with binomial distribution and logit link function。未做选择昆虫（被动）从分析中排除。模型包括昆虫性别作为固定效应，而随机截距指定用于实验重复（测试）和个体昆虫ID以解释实验重复间和个体内重复测量的不可预测变异。对于第二个实验，使用相同模型。它包括测试（光条件）作为固定效应，和随机截距 for individual ID（索引）以解释昆虫内重复测量。由于小样本量，结果应谨慎解释。使用glmmTMB包进行模型拟合，并使用DHARMa包进行残差诊断。

3 结果

3.1 沫蝉眼解剖学

沫蝉每个复眼由约600–800个小眼组成，如Keskinen和Meyer-Rochow先前报告。此范围得到我们观察支持，其中基于光学显微镜图像的两个独立计数产生小眼数量在此区间内。小眼结构直径测量，如角膜透镜、晶锥和感杆束，在半薄切片上测量显示雄性和雌性昆虫间无差异。从显微CT切片重建的三维模型显示眼外部曲率有些偏离球形。当沿矢状面观察时，小眼围绕中心小眼组装在同心圆中。在冠状面，眼 anterior and central part is flattened，意味着眼半径从前部到后部逐渐减小。复眼扁平部分指示具有最小小眼间角的敏锐区。然而，小眼的视角不仅取决于眼曲率，还取决于感杆束和折光 apparatus的光学耦合。如果感杆束倾斜，则视角不径向于角膜局部曲率。跨切片，小眼 appear to maintain a consistent packing density and uniform arrangement, suggesting a relatively homogeneous visual field without distinct high-acuity zones。然后从连续切片对齐图像进行三维重建。我们可以观察到角膜透镜、晶锥和感杆束的垂直对齐从眼中心部分到外缘减少。

小眼间角测量揭示跨复眼的空间变异。所有测量区域平均Δρ约6.15度，指示相对粗糙的空间分辨率整体。然而，局部值范围从最小4度到最大10度，最小角度在中央背腹（D-V）轴附近观察到。此模式提示存在适度发展的敏锐区，在 anterior and central part of the visual field提供稍细分辨率。沿前后（A-P）轴，Δρ值向后缘增加，达10度，指示后向区域减少采样密度。对角（AD-VP）轴显示中间值。这些测量反映平滑空间梯度而非锐利边界区。

小眼超微结构用TEM进一步检查以观察感杆束内微绒毛的空间排列。我们在不同深度获得视网膜横截面图像并确认受体细胞和微绒毛结构的排列沿Z轴表现出最小异质性，指示每个小眼内 uniform organization。半薄和超薄横截面图像揭示厚感杆束直径约2.80微米（在栅栏边界内），指示宽接受角Δφ，匹配大小眼间角Δρ和最大化光增益。感杆束被栅栏和屏蔽色素颗粒包围， both typical for spittlebug eyes。感杆束还包含具有正交取向微绒毛的感杆束对，偏振视觉的可能专门化。

3.2 感光细胞内记录

我们测量了沫蝉雄性和雌性标本中感光细胞的光谱（N=41，11雄和30雌）和PS（N=41，11雄和30雌）。感光细胞敏感性峰值（λ_max）在340–350纳米、440–450纳米和520–530纳米，指示三个光谱类别：紫外、蓝（B）和绿敏感（G），祖先组织，典型于许多昆虫分类群。我们观察性别间在光谱敏感性峰值或PS大小或峰值响应角无差异；因此结果合并用于所有后续分析。

PS比PS在G感光细胞中低（平均=1.44，SD=0.42）但在大多数紫外（平均=5.71；SD=3.12）和B（平均=9.99；SD=9.79）感光细胞中高。一些紫外和B受体中PS值非常高（PS > 10），指示受体亚类提供较低PS，适用于稳定色觉，或高PS，这是偏振视觉的适当基质。紫外感光细胞主要具有垂直敏感性最大值（φ_max），而B感光细胞具有φ_max，显示无清晰主导取向。

3.3 偏振趋性行为测试

在Y形迷宫中测试沫蝉以确定其是否能基于线性偏振光检测引导其运动。饥饿个体允许在两个背照迷宫臂之间选择 with matched light intensity。在一臂中，它们暴露于横向偏振、宽光谱（“白”）光。在另一臂中，它们可以查看漫射、宽光谱光。总共161主动选择，在103只沫蝉间，跨七个测试分析。由于只有7.76%沫蝉保持被动，它们从最终分析中排除。性别对刺激选择的影响无统计学意义（z = ?0.599, p = .549），雌性表现出估计偏振选择概率0.703（SE=0.0574；95% CI：0.580–0.802）和雄性0.654（SE=0.0776；95% CI：0.491–0.788），指示雄性和雌性在选择偏振刺激可能性上无有意义差异。模型截距显著正（估计=0.8597，SE=0.2748，z值=3.129，p=.00176），指示对偏振刺激的强整体偏好。选择偏振光的边际平均概率估计为0.687（SE=0.0522；95% CI：0.577–0.779）。归因于测试的方差为0.195（SD=0.441），而ID的方差可忽略（5.6×10^?9）。使用DHARMa包通过模拟残差验证模型假设。模型诊断指示无过度分散证据（DHARMa分散=1.004，p=.968），和检测到测试的显著效应（χ²=12.693，df=6，p=.048），提示测试会话贡献刺激选择变异。模型使用二项分布与logit链接拟合（AIC=206.5，BIC=218.8，N=161）。残差不偏离均匀分布，且未观察到过度分散。此外，异常值测试未指示任何极端值。

在第二个行为测试中，按性别合并的沫蝉可以在两个不同光谱条件下选择 between polarized and diffused light：宽光谱光条件和黄限制光谱条件。每只九沫蝉贡献四个选择，总共36观察。使用二项GLMM统计建模指示两个光谱条件间差异无统计学意义（χ²=0.85，df=1，p=.356；Wald检验）。个体ID解释的方差可忽略（Var=2.9×10^?9）。DHARMa残差诊断显示无过度分散证据（分散=1.028，p=.936）。仍然，估计概率指示在宽光谱条件下更高趋势选择偏振刺激（0.688±0.116 SE；95% CI：0.433–0.864）比在黄限制光下（0.529±0.121 SE；95% CI：0.303–0.745）。两种条件间选择偏振光的优势比为1.96（SE=1.42，z=0.924，p=.356）。这些结果，虽然初步，提示当紫外和蓝感光细胞输入衰减时偏振光偏好可能减少。

这些初步结果指示当紫外和蓝感光细胞输入衰减时偏振光偏好可能减少，与从我们电生理数据推导的假设一致，这些受体贡献沫蝉中的偏振视觉。然而，给定有限样本量和处理间非显著差异，证据仍然不确定。需要更大样本量的进一步实验确认紫外和蓝受体是否在偏振引导行为中起核心作用。

4 讨论

沫蝉是欧洲苛养木杆菌的主要传播媒介。昆虫载体的寄主定位是病原体传播循环中的关键步骤，使病原体能够从受感染寄主逃脱并在环境中传播。理解寄主定位的感官基础，即引导昆虫物种朝向植物的关键线索，可能提供机会破坏寄主-载体相互作用并最终降低病原体传播风险。在沫蝉中， underlying host location的感官机制仍然知之甚少。嗅觉线索在植物检测中作用的研究产生不一致结果，而视觉线索的贡献 largely been overlooked。

本研究通过电生理、解剖和行为方法表征了沫蝉的视觉系统。我们的结果提供证据 for trichromatic colour vision, PS, and moderate spatial resolution。这些视觉能力，连同受控实验中观察到的偏振趋性行为，指示视觉可能在引导运动和影响行为决策中起功能作用。对于农业害虫如蚜虫、粉虱和叶蝉，视觉线索可能补充或甚至取代嗅觉线索在寄主定位过程中。尽管此，视觉输入仍然相对 understudied compared to chemical stimuli。然而，害虫如何利用视觉信息的详细理解对于制定策略破坏昆虫-植物相互作用和降低虫媒病原体传播风险至关重要。

我们的发现提示视觉可能是沫蝉定位寄主植物的一个重要模态。具体地，除三色视觉基质外，沫蝉表现出 both photoreceptor sensitivity to polarized light and polarotactic behaviour in controlled environments，强有力提示偏振光影响其决策过程。沫蝉的视觉系统进化以满足其生命周期的生态需求，从固着若虫阶段过渡到高度移动成虫阶段。成虫极度多食性并分散 across diverse landscape compartments，访问广泛寄主植物范围， such behavioural flexibility likely requires the integration of multiple sensory modalities。视觉因此可能在可变环境条件下检测和评估寄主植物中起作用，尽管其精确贡献于寄主定位有待