CNN报道
(CNN)——一项新的研究发现，随着地球气候持续变暖，体型较小、颜色较浅的蝴蝶面临着挑战。
研究表明，与翅膀较大、颜色较深的近亲不同，颜色较浅的小蝴蝶——尤其是Lycaenidae家族的蝴蝶——在气温升高时难以调节体温。
该研究的主要作者、英国剑桥大学动物学博士生埃斯梅·阿什-杰普森说，体型通常在昆虫的耐热性中起着重要作用，但颜色的影响令人惊讶，“可能是蝴蝶特有的模式”。在整个研究过程中，无论翅膀大小如何，深色翅膀的蝴蝶都有更好的结果。
这项研究结果发表在7月12日的《动物生态学杂志》上，为蝴蝶翅膀在保持凉爽方面发挥的巨大作用以及为什么颜色很重要提供了更多的证据。
蝴蝶是如何保持凉爽的
蝴蝶需要来自太阳的温暖来发挥作用。但当天气真的变热时，它们会根据空气温度调整体温，这是一种叫做热缓冲和热耐受性的策略。
热缓冲包括物理行为，比如移动到一个更冷、更阴暗的区域，或者倾斜翅膀，使其远离阳光的直接路径。根据这项研究，翅膀较大的蝴蝶可以在需要时利用表面积吸收热量，但它们也可能比小翅膀的蝴蝶更快地迁移到较冷的地区。
另一方面，热耐受性涉及热休克蛋白的产生等生理过程。“这些是包括蝴蝶和人类在内的许多动物产生的分子，以保护自己免受高温的伤害，”阿什-杰普森说。“它们有助于稳定和修复你体内被高温破坏的蛋白质。”
但是这个过程消耗了蝴蝶的资源，通常是以生长或繁殖为代价的。这项研究的结果支持了早期的研究，即蝴蝶倾向于依赖热缓冲或热耐受性，而不是两者兼而有之，这使得一些物种更容易受到气候危机导致的温度升高的影响。
击倒测试
为了测试各种热带蝴蝶物种的热缓冲和热耐受性之间是否存在关系，剑桥大学和史密森尼热带研究所的研究人员在2020年2月至2022年3月的干湿季节在巴拿马周围的许多类型的栖息地捕获了蝴蝶。
在热缓冲测试中，研究人员捕获、测试并释放了1334只蝴蝶，代表了6个蝴蝶科的54个物种。阿什-杰普森说:“我和我的团队在巴拿马的雨林里绕着蝴蝶网跑了很多天。”“我们的目标是抓住一只蝴蝶，而不是追逐它。”
当昆虫飞行时，它们的体温会发生变化。由于研究人员没有强迫蝴蝶进行有压力的追逐，因此它们的体温预计将保持在环境条件下的正常水平。
捕捉到蝴蝶后，团队成员将一个叫做热电偶的测量装置——看起来像一根暴露在外的电线——穿过网，然后轻轻地贴在蝴蝶的胸部，也就是它身体的中部，来记录它的温度。
阿什-杰普森说，胸部“是蝴蝶飞行的肌肉所在，也是保持体温的重要身体部位”。
为了测试热耐受性，一小群被捕获的蝴蝶被再次投入工作。每只蝴蝶都被放在一个玻璃罐里，这样做是为了防止蝴蝶脱水。然后，罐子里的温度稳步升高，以测试在失去电机控制后，每个罐子能承受多少温度，然后就会掉下去，这种状态被称为“击倒”。
在这两个实验中，研究人员捕获的深色蝴蝶比它们的浅色亲戚更容易热身和降温。较大、较黑的蝴蝶更有效地利用了热缓冲策略，而较小、较黑的蝴蝶在玻璃内热耐受性测试中“能够忍受更高的温度”，阿什-杰普森说。“这使得这些黑蝴蝶处于一个相对较好的地方，以应对气候变化。”
她补充说，最低和最高耐热水平(超过18华氏度(10摄氏度))之间的差异真的让她感到惊讶。“对于生活在相对相似栖息地的蝴蝶来说，这是一个巨大的差异，”阿什-杰普森说，并指出有一种蝴蝶能在近140华氏度(60摄氏度)的温度下存活下来。“对于这么小的动物来说，这是一个令人难以置信的壮举。”
为什么蝴蝶的颜色很重要
在击倒试验中，表现出最佳热缓冲能力的较大的蝴蝶不如较小翅膀的蝴蝶做得好。较大的物种往往更依赖于缓冲策略，当它们无法改变位置时，它们很容易受到温度上升的影响。
“这一结果表明，体温更稳定的物种可能更容易受到环境温度升高的影响，”位于盖恩斯维尔的佛罗里达大学鳞翅目和生物多样性麦圭尔中心的教授和馆长Akito Kawahara说。他没有参与这项研究。
阿什-杰普森关于为什么颜色会产生如此大的差异的理论是“归根结底是经验”。基本上，深色翅膀的蝴蝶习惯于处理更高的温度，因为它们比浅色翅膀的蝴蝶更快地吸收太阳辐射。他们也“比苍白的表面更有效地辐射热量，而且……也更有可能迅速降低体温，以避免达到致命的温度，”她解释说。
白蝴蝶很少不得不面对高温——当天气变热时，它们通常会飞到一个更凉爽的小气候中去。如果在持续的气候危机中失去更多的森林栖息地，浅色的蝴蝶将面临更高的风险。阿什-杰普森通过电子邮件说，它们将“处于一个危险的地方，要应对在间距越来越远的森林碎片之间移动，以及当极端天气事件(如热浪)发生时。”在这种情况下，如果他们不能有效地控制体温，他们就会有麻烦。
虽然没有人确定气候变化最终将如何影响蝴蝶，但可以肯定的是，“许多物种正在消失。(这项研究)可以深入了解哪些物种可以在恶劣的气候条件下生存，”Kawahara说。
根据阿什-杰普森的说法，目前还没有预测蝴蝶物种灭绝的时间表。“我们不可能失去整个蝴蝶家族，”她说。然而，她补充说，“如果我们不采取措施保护它们的栖息地和应对气候变化，特别是在面对热浪等极端天气事件时，这个家族可能会迅速灭绝。”
最近，有充分的证据表明，极端天气事件正在增加。“这对这种高度多样化的蝴蝶来说是相当可怕的，”阿什-杰普森说，“但有希望通过适当的管理，比如保护森林和小气候，我们可以在它们消失之前保护这群美丽而独特的蝴蝶。”
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