透明翅膀的代价：透翅蝶（Ithomiini）的翅膀透明度导致热调节成本

这篇研究通过42种透翅蝶（Ithomiini）的翅膀光学和热学特性分析，揭示了透明翅膀在紫外-可见光（UV-Vis）和近红外（NIR）范围内的光吸收效率较低，导致热调节能力下降。然而，与热黑化假说（thermal melanism hypothesis）的预测相反，透明物种在高海拔寒冷环境中比例更高，表明其分布可能受捕食压力等非热适应因素驱动。

　　

透明翅膀的代价：透翅蝶（Ithomiini）的翅膀透明度导致热调节成本

引言

昼夜活动的蝴蝶以其多样的翅膀颜色著称，这些颜色通过色素或结构产生，涉及多种适应性功能，包括种内信号传递、捕食者防御（如隐蔽、警戒色和拟态）以及热调节。热黑化假说认为，较深的颜色能够吸收更多太阳辐射，因此在寒冷环境中更具优势。然而，透翅蝶（Ithomiini）的翅膀透明度与这一假说形成了鲜明对比。本研究通过分析42种透翅蝶的光学和热学特性，探讨了透明翅膀的热调节成本及其与气候条件的关系。

材料与方法

研究团队采集了42种透翅蝶的标本，测量了其翅膀在紫外-可见光（300-700 nm）和近红外（700-2500 nm）范围内的透射、反射和吸收光谱。通过红外热成像技术，记录了翅膀在闪光照射下的温度变化。此外，结合气候数据和系统发育分析，研究了翅膀特性与海拔和温度的关系。

结果

1. 光学与热学特性

   透明翅膀在紫外-可见光和近红外范围内的光吸收效率均低于不透明翅膀，导致其热调节能力较差。透明斑块的温度升高（ΔT）显著低于不透明斑块，验证了透明翅膀的“热成本”假说。

2. 气候梯度下的分布

   与热黑化假说的预测相反，透明物种在高海拔寒冷环境中比例更高，且翅膀中不透明斑块的比例随海拔升高而降低。这表明透明翅膀的分布可能受非热适应因素（如捕食压力）驱动。

讨论

1. 透明翅膀的热成本

   透明翅膀的低吸收效率导致其热调节能力较差，这与热黑化假说的核心观点相矛盾。研究还发现，深色斑块和静脉的加热效率高于透明或浅色斑块，可能通过血淋巴流动系统为胸部提供热量。

2. 非热适应因素的驱动

   透明翅膀的分布模式表明，捕食压力（如隐蔽性和警戒色的权衡）可能是其进化的主要驱动力。高海拔环境中捕食压力的变化可能促使透明翅膀的适应性优势超过其热调节成本。

结论

透翅蝶的翅膀透明度确实带来了热调节成本，但其在高海拔环境中的广泛分布表明，非热适应因素（如捕食压力）在其进化中发挥了更重要的作用。这一发现挑战了热黑化假说的普遍性，并为理解热带 ectotherms 的气候适应机制提供了新视角。