透明翅膀斑块可能不仅仅让蝴蝶和蛾子得以隐藏——它们还可能警告捕食者远离，今天发表在《eLife》上的一项研究指出。这些发现揭示了部分透明翅膀的蝴蝶和蛾子如何进化以模仿已经具备这一特征的其他物种。它们还提供了关于允许光线通过翅膀的小结构的新细节。
尽管看起来脆弱，蝴蝶和蛾子有许多防御机制。它们可能使用伪装或翅膀上的透明斑块来逃避捕食者的注意，或者它们可能使用明亮、对比鲜明的颜色来警告捕食者它们是有毒或不可食用的。这些警告颜色模式非常有效地抵御捕食者，以至于其他蝴蝶和蛾子物种——甚至那些没有毒性防御的物种——进化以模仿它们。虽然透明通常允许蝴蝶和蛾子通过融入周围环境来逃避捕食者，但有些物种已经进化出透明斑块和生动的警告颜色。
我们着手探索具有警告色彩的各个物种中透明斑块的结构和光学特征，第一作者Charline Pinna，法国巴黎索邦大学自然历史博物馆的博士生说道。通过这样做，我们希望确定蝴蝶和蛾子如何进化这些防御以及鸟类捕食者如何感知它们。Pinna和她的同事使用了一种称为分光光度法的方法来测量62个物种透明斑块的光传输。然后他们使用计算机建模来确定透明斑块在鸟类捕食者眼中的相似程度。
他们发现，昆虫及其模仿者的翅膀上的透明斑块在鸟类看来非常相似，这表明这些相似物种正在经历一个称为趋同进化的过程，当两个物种独立进化出对生存有益的相似特征时。虽然已经知道蝴蝶和蛾子模仿者的翅膀上的彩色斑块经历了趋同进化，但这项研究首次表明这一过程扩展到透明翅膀斑块。
接下来，团队使用数字显微镜和扫描电子显微镜检查透明斑块上的微小结构。这是为了帮助他们理解透明是如何在昆虫翅膀上产生的，这些翅膀通常完全覆盖着彩色鳞片。团队怀疑这些鳞片覆盖翅膀的方式应该以某种方式减少，以允许透明斑块的存在。
他们的工作表明，大量的鳞片修改可以创建透明翅膀斑块，并且这些修改控制光线如何通过翅膀。团队还发现了一种意外的微小结构的多样性，这些结构覆盖了翅膀膜，并通过限制光线的反射显著增强透明度。这些纳米结构在外观上有时与相似的蝴蝶和蛾子物种相似，即使它们是远亲，这也支持了这些物种也为这些结构经历了趋同进化的观点。
作者还指出，透明可能对主要生活在潮湿热带的物种带来成本，因为透明斑块可能比不透明翅膀斑块的防水性差。另一个潜在的成本是昆虫的体温调节。蝴蝶和蛾子通常用它们的翅膀调节体温，而色素鳞片对它们积累热量很重要，以至于在许多物种中，生活在较冷地区的种群通常更暗，更难以控制体温。然而，透明在蝴蝶和蛾子中反复进化的这一事实表明，好处可能超过这些成本。
我们的发现展示了具有透明翅膀斑块的物种如何从双重保护中受益于捕食者，自然历史博物馆的高级研究员Marianne Elias总结道。从远处看，透明斑块可能使蝴蝶和蛾子更难被捕食者看到，但在近处，它们的警告颜色模式也可能提醒捕食者远离它们。