蝴蝶求偶行為的快速演化：神經系統的微小改變如何重塑愛情生活

一項最新研究顯示，雄性蝴蝶的神經系統中一個微小的改變，竟能徹底重塑牠們的「愛情生活」。研究人員發現，這種神經變化會影響牠們對特定翅膀顏色的偏好，而這正是牠們生存的關鍵因素。透過將基因變異與擇偶行為連結，科學家們揭示了行為演化的快速途徑，為物種如何迅速適應環境壓力提供了新的見解。

這項研究由芝加哥大學的Nicholas VanKuren、Nathan Buerkle及其團隊進行，並於2025年3月11日發表在《PLOS Biology》期刊上。研究結果揭示了蝴蝶擇偶行為背後的感官與基因機制，為我們理解物種演化提供了新的視角。

Heliconius蝴蝶以其多樣化的翅膀圖案和顏色聞名，這些特徵不僅是對捕食者的警告，更是求偶的重要訊號。由於翅膀顏色對生存至關重要，雄性蝴蝶演化出對與自身翅膀顏色相符的雌性蝴蝶的偏好。然而，這種偏好背後的感官與神經過程一直未被完全理解。

為此，研究人員針對兩種Heliconius cydno蝴蝶亞種進行了研究，這些蝴蝶的翅膀上帶有黃色或白色斑塊。他們發現了四個與翅膀顏色和擇偶偏好相關的基因組區域，其中包括先前在其他Heliconius物種中被認為與這些特徵相關的K基因座。透過分析不同發育階段中視網膜、視葉和大腦的基因表現，研究人員確定了七個基因變異，這些變異不僅位於擇偶偏好相關的基因組區域，且在黃色與白色翅膀雄性蝴蝶中的表現水平存在顯著差異。

為了理解雄性蝴蝶如何感知翅膀顏色，研究人員進一步分析了牠們的感光細胞與神經活動。他們發現，偏好黃色翅膀雌性的雄性蝴蝶中，綠色敏感感光細胞會抑制大多數紫外線敏感感光細胞的活動，而在其他蝴蝶中，這種抑制作用則較弱。這種相對簡單的外周神經系統調整，似乎影響了雄性蝴蝶對不同翅膀顏色的感知與反應，為擇偶偏好的轉變提供了生理基礎。

研究結果表明，蝴蝶的擇偶偏好源自於感官資訊處理方式的差異。這意味著，雄性Heliconius cydno蝴蝶並非僅僅因為更容易看到，而是真正被與自身翅膀顏色相符的雌性所吸引。研究作者指出，感光細胞之間的抑制關係容易演化，這可能促進了行為的快速演化。

研究團隊補充道：「我們的研究描繪了一幅令人驚嘆的圖景，從眼睛中神經元之間的連線變化，到整個基因組的基因變異，揭示了關鍵視覺行為——擇偶——是如何被控制的。」

參考文獻：VanKuren NW, Buerkle NP, Lu W, Westerman EL, Im AK, Massardo D, et al. (2025) Genetic, developmental and neural changes underlying the evolution of butterfly mate preference. PLOS Biology. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002989