中国科学家破解枯叶蝶的拟态奥秘

枯叶蝶翅膀的顶部色彩鲜艳，以深蓝色、黑色和橙色为特色。但是，当这只蝴蝶扇动翅膀时，就会露出对比鲜明的下部颜色――就像暗棕色阴影。如此一来，枯叶蝶的翅膀就完美地模仿了一片枯叶，进而帮助其伪装起来躲避捕食者的攻击。那是什么赋予枯叶蝶这种“天赋”的？

8月1日，发表在细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell（《细胞》）上的一项研究显示，科学家们发现了帮助枯叶蝶模仿树叶的基因，并讨论了这对人们理解这种动物的进化意味着什么。

“蝴蝶翅膀结构相对简单，但这种简单结构能实现一些非常复杂的功能：运动、体温调节、择偶偏好和躲避捕食者。”中国北京大学生命科学学院蝴蝶专家张蔚说，“因为这些翅膀结构简单，功能复杂，我认为蝴蝶翅膀是解决多种进化问题的理想系统。”

为了解橡树枯叶蝶的伪装能力是如何进化和遗传的，研究小组从亚洲36个不同属中收集了枯叶蝶样本。然后，他们对这些蝴蝶的基因组进行了测序，并锁定了一个名为cortex的基因，该基因似乎与不同的叶片图案有关。

对这种基因的进化压力驱动了蝴蝶种群翅膀中有趣的形态变化。张蔚说：“这种翅膀的多态性在多个枯叶蝶物种中一直保持着，但不同物种可能有不同的表型。我认为这是由于特定栖息地的特定植物的增殖，所以蝴蝶通过不同的翅膀图案获得更多的保护利益。”

研究小组把注意力集中在了喜马拉雅东部地区，作为枯叶蝶多样化的中心。研究人员在这个区域发现了如此多的蝴蝶翅膀图案变化，进而能够在比平常更小的范围内研究种群进化。“我们通常在宏观进化层面关注生物多样性。”张蔚说，“但我们很少有案例能详细说明物种多样性和遗传多样性是如何在这样一个多样性热点地区起源的。”

未来，张蔚团队打算继续研究蝴蝶翅膀的颜色和图案在不同地区和不同植物分布范围中是如何变化的。她说：“我们想知道这些基因是如何促成并起源如此繁复美丽的翅膀图案的。”

阅读论文原文：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00794-2

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