颜色警示假说验证：广食性蝗虫Acrida cinerea对红色食物的避食行为及其生态意义

本研究针对植物幼叶红/紫色是否作为警戒信号这一生态学争议问题，通过设计白/蓝/暗三种光照条件下广食性蝗虫Acrida cinerea对含蔗糖刺激剂的彩色纸盘选择实验，首次证实该蝗虫仅在白光下显著避食红色纸盘而偏好黄色，且对蓝色与绿色无差异选择，表明红色避食行为源于警戒信号而非单纯颜色差异，为植物防御-昆虫感知协同进化理论提供了关键证据。

　　

在自然界中，许多植物幼叶呈现醒目的红紫色，这种现象跨越不同科属且独立进化多次，暗示其具有重要的生态适应意义。传统观点认为这种色素可能帮助植物抵抗紫外线、低温等环境胁迫，但越来越多的证据表明，红紫色或许还扮演着"警戒信号"的角色——向草食动物宣告这些幼嫩组织中富含防御性化学物质。尤其对于广食性昆虫而言，这些化学防御物质通常比针对专食性昆虫的毒素更具威胁性。然而，关于昆虫是否真能感知并响应这种颜色警示，学界长期存在争议：一方面早期认为昆虫缺乏红色光受体，另一方面近年发现即使没有专用受体，昆虫仍能通过其他光敏色素区分红绿色。

为验证这一假说，久留米理工学院的研究人员以广食性蝗虫Acrida cinerea为模型，创新性地采用浸渍蔗糖的彩色纸盘选择实验，系统考察了白光、蓝光和黑暗三种条件下该蝗虫的颜色偏好。研究发现，在白光条件下，A. cinerea显著减少对红色纸盘的取食（相比绿色），同时增加对黄色的取食，但对蓝色与绿色的取食量无差异。而在黑暗或蓝光条件下，颜色选择差异消失。这一结果首次证明该蝗虫的红色避食行为依赖于特定光环境下的颜色视觉判断，而非单纯的食物识别障碍。

关键实验方法
研究采用实验室饲养的A. cinerea成虫，设计四组颜色对比实验（绿vs红、绿vs黄、绿vs蓝、深灰vs浅灰），每组在三种光照条件（白光、蓝光、黑暗）下测试。使用分光光度计校准纸盘颜色，通过统计蝗虫取食纸盘的比例和面积分析颜色偏好，采用Fisher精确概率检验进行数据分析。

主要研究结果

1. 光照条件的影响：黑暗条件下部分个体停止取食，但总取食量在不同光条件间无显著差异，说明光照主要影响颜色选择而非食欲。
2. 颜色选择模式：
   • 白光是唯一触发颜色选择差异的条件
   • 红色避食效应显著（相比绿色减少37.5%）
   • 黄色偏好显著（相比绿色增加28.6%）
   • 蓝色与绿色取食量无统计学差异
3. 灰度对照实验：深灰与浅灰纸盘在任何光条件下均无选择差异，排除亮度干扰

结论与意义
该研究通过严谨的实验设计证实，A. cinerea对红色的避食行为具有光谱特异性，这种选择模式符合警戒色假说的核心预测——红色作为独立于绿色的特定警示信号被识别，而非单纯"非绿色即非食物"的简单判断。这一发现为理解植物-昆虫协同进化提供了新视角：

1. 证实广食性昆虫具备区分红绿色的视觉能力，即使其光受体系统可能不同于脊椎动物
2. 支持红紫色作为跨物种警戒信号的普遍生态功能
3. 为农业害虫防治中颜色诱捕器的优化设计提供理论依据
   论文发表在《Journal of Asia-Pacific Entomology》，为颜色视觉在生态互作中的作用研究树立了方法学典范，后续研究可拓展至其他昆虫类群及天然植物-昆虫系统验证这一机制的普适性。