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为探究气候变化下植食性昆虫北扩与宿主植物化学防御的关系，研究人员以舞毒蛾（Lymantria dispar）宿主植物白桦（Betula pendula）和西伯利亚落叶松（Larix sibirica）为对象，分析防御化合物纬度分布。发现落叶松中脱氢枞酸等拒食剂南至北递减，脂肪酸递增，白桦三萜类呈非线性分布，为虫害预测提供依据。
全球气候变暖的浪潮下，地球的生态系统正经历着深刻变革。气温的攀升如同无形的推手，促使北方森林生态交错带不断向北迁移。在这场生态变迁中，作为变温动物的昆虫展现出独特的响应 —— 它们的活动范围往往率先突破原有界限，向北扩张的步伐甚至超越了宿主植物种群的迁移速度。以广布于全北区的入侵性森林害虫舞毒蛾（
Lymantria dispar）为例，其借助一龄幼虫随风扩散的策略，近十年间欧亚分布北界已北移约 5 个纬度（约 500 公里），扩张速度达每年 50 公里，远超多数植物每年 0.1-1 公里的迁移速率。然而，当舞毒蛾率先抵达新领地时，迎接它们的可能是化学防御机制截然不同的宿主植物种群，这些植物体内的组成型化学防御化合物（如萜类、脂肪酸等）可能成为制约害虫扩张的关键因素。
目前，关于舞毒蛾宿主植物防御化合物纬度变异的研究仍存空白：西伯利亚落叶松（Larix sibirica）的次生代谢物变化尚未被系统探究，而白桦（Betula pendula）相关研究又缺乏对物候期的关注，这对于依赖春季新叶发育的舞毒蛾幼虫而言至关重要。为填补这些知识缺口，俄罗斯研究人员以西西伯利亚地区为研究区域，沿南北向 1000 公里样带，对舞毒蛾主要宿主植物白桦（春季叶片）和西伯利亚落叶松（春季针叶）中的防御化合物展开分析，相关成果发表于《Forest Ecology and Management》。
研究采用的主要技术方法包括：沿纬度梯度（跨越森林草原带、温带落叶林至泰加林等生态区）采集白桦叶片和落叶松针叶样本，运用化学分析手段测定落叶松针叶中的脂肪酸、二萜类（如脱氢枞酸）、β- 谷甾醇、十九烷 - 10 - 醇及十九烷 - 10 - 酮，同时检测白桦叶片同期物候阶段的三萜类化合物含量，结合统计方法分析化合物浓度的纬度分布模式。
防御化合物在西伯利亚落叶松中的分布特征
研究发现，西伯利亚落叶松春季针叶中存在环状和非环状二萜类化合物。其中，脱氢枞酸作为主要三环二萜类化合物，其浓度呈现显著的南至北递减趋势（F4,30=6.5961，p=0.00062），而拒食剂十九烷 - 10 - 醇的含量也遵循类似规律。与之相反，脂肪酸水平随纬度升高呈递增趋势。此外，β- 谷甾醇和十九烷 - 10 - 酮的浓度在样带中未表现出显著纬度差异。
白桦叶片中三萜类化合物的纬度变异模式
白桦春季叶片的三萜类化合物分布呈现非线性模式。尽管未发现单一方向的递增或递减趋势，但不同纬度种群间的化合物组成和含量存在显著差异，暗示其防御机制可能受局部环境或遗传因素复杂调控。
研究结论与意义
本研究首次系统揭示了西伯利亚落叶松和白桦防御化合物的纬度变异规律：落叶松中脱氢枞酸和十九烷 - 10 - 醇的南多北少格局，可能降低其对舞毒蛾幼虫的拒食作用，从而助力害虫北扩；而白桦三萜类的非线性分布表明其对舞毒蛾的抑制作用未形成统一的纬度梯度，可能对害虫扩张的阻碍有限。这些发现不仅填补了两种宿主植物防御化学领域的研究空白，更从化学生态学角度解释了舞毒蛾北扩速率超越宿主植物的现象，为预测北方新入侵区的虫害风险提供了关键依据，也为森林害虫综合管理策略的制定奠定了理论基础。研究结果提示，在气候变化背景下，需重点关注高纬度地区落叶松等宿主植物防御能力的变化，以提前预警舞毒蛾等入侵害虫的暴发风险。
