今天发表在《eLife》杂志上的一项研究表明，部分透明的翅膀斑块不仅可以让蝴蝶和飞蛾隐藏起来，还可以警告捕食者不要打扰它们。这一发现揭示了一些翅膀部分透明的蝴蝶和飞蛾是如何进化到模仿其他已经具有这一特征的物种的。文章还提供了如何让光线通过翅膀的微型结构的新细节。
尽管蝴蝶和飞蛾外表精致，但它们有许多防御手段。它们可能会在翅膀上使用伪装或透明的补丁来躲避捕食者的注意，或者它们可能会使用明亮的对比色来警告捕食者，它们有毒或不好吃。这些警告性的颜色图案能够非常有效地避开捕食者，以至于其他蝴蝶和飞蛾物种——甚至是那些没有有毒防御的物种——进化出了模仿它们的方式。透明通常可以让蝴蝶和飞蛾通过融入周围环境来躲避捕食者，但有些物种进化出了透明的斑点和鲜艳的警示色。
“我们开始探索不同物种的透明斑块的结构和光学特征，这些斑块也具有警告色，”第一作者Charline pinna说，她是Muséum国立自然历史博物馆(national d’histoire naturrelle, Sorbonne Université)的博士生。“通过这样做，我们希望确定蝴蝶和飞蛾如何进化出这些防御，以及鸟类捕食者如何感知它们。”
pinna和她的同事使用一种叫做分光光度法的方法来测量光线通过62种蝶类翅膀上的透明斑块的透射率。然后，他们用计算机建模来确定在鸟类捕食者眼中看起来这些透明的斑块跟它们的模拟物是否相似。他们发现在鸟类看来，这种昆虫翅膀上的透明斑块和它们的模仿物看起来非常相似，这表明这些物种正在经历一种被称为趋同进化的过程，两个物种独立地进化出一种有利于它们生存的相似特征。虽然人们已经知道蝴蝶和蛾子翅膀上的彩色斑块是趋同进化的，但这项研究首次表明，这一过程扩展到了透明的翅膀斑块。
接下来，研究小组使用数字显微镜和扫描电子显微镜来检查透明斑块上的微小结构。这是为了帮助研究人员了解这种昆虫的翅膀是如何产生透明度的——正常情况下翅膀上完全覆盖着彩色鳞片。研究小组怀疑，这些鳞片覆盖的翅膀应该以某种方式减少，以产生透明的斑块。研究表明，大量的尺寸调整可以创造出透明的翼片，这些调整可以控制光线如何通过翼片。该团队还发现了覆盖翼膜的微小结构的意想不到的多样性，通过限制光的反射，大大提高了透明度。这些纳米结构有时在不同物种中看起来是相似的，这支持了物种在这些结构上也经历了趋同进化的观点。
作者还指出，对于主要生活在潮湿热带地区的物种来说，透明斑块的防水能力可能不如不透明的翅膀斑块。另一个潜在的代价是昆虫的体温调节能力。蝴蝶和飞蛾通常通过翅膀调节体温，而色素鳞片对它们积累热量非常重要，在许多物种中，生活在较冷地区的种群通常颜色较深，无法控制自己的体温。然而，透明在蝴蝶和飞蛾身上不断进化的事实表明，这种做法的好处可能超过了成本。
“我们的发现表明，具有透明翅膀斑块的物种可以从双重保护中受益，免受捕食者的侵害，”玛丽安·埃利亚斯总结道，她是Muséum国家自然历史博物馆(national d’histoire naturrelle, Sorbonne Université)的高级研究员，与多丽丝·戈麦斯(Doris Gomez)一起是这项研究的资深作者。“在远处，透明的斑点可能会让蝴蝶和飞蛾更难被捕食者看到，但在近距离观察时，它们的警示颜色图案可能也会提醒捕食者不要打扰它们。”