自達爾文以來，生物學家不斷嘗試從演化的視角理解，自然界中如此巨大的生物多樣性和復雜的生物構造是怎樣形成的。蝴蝶的翅承擔著重要而復雜的生物學功能，具有豐富的表型多樣性，是研究表型多樣性遺傳和演化機制的經典體系。

2023年11月21日，北京大學生命科學學院張蔚課題組受邀在Current Opinion in Insect Science發表題為“The diversification of butterfly wing patterns: Progress and prospects”的綜述論文，總結了關于蝴蝶翅花紋多樣性的研究進展，揭示了蝴蝶翅花紋建立在保守發育框架之上的演化創新模式。

該論文首先以翅花紋提供的多種防御策略（圖1a-e）和代表性的眼斑圖案（圖1f）為例，介紹了翅花紋復雜的生物學功能和表型多樣性。接下來該論文從種間分歧（interspecific divergence）、種內多態性（intraspecific polymorphism）以及表型可塑性（phenotypic plasticity）三個遞進的視角介紹了翅花紋多樣性的研究進展，探討了遺傳因素和環境因素對于翅花紋的影響。

值得注意的是，在不同的演化尺度下，一系列基因（或基因座）在翅花紋多樣性的形成過程中反復起到關鍵作用，而上述基因調控序列的變化可能是導致基因功能和表型改變的主要原因。這表明蝴蝶翅花紋的形成建立在保守的發育框架之上，而其表型的演化創新則依賴于基因順式調控模式的變化。目前我們對于上述基因調控機制的認識非常有限，而多組學技術的整合和系統性的研究手段將為我們理解蝴蝶翅花紋的演化發育模式提供有力支持，促進我們對于生物多樣性演化的認識。

圖1. 蝴蝶（蛾）翅花紋的功能和表型多樣性。例如警戒（a）、貝茨擬態（b）、繆勒擬態（c）、隱蔽（d）、偽裝（e）及多功能的眼斑圖案（f）。

蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室、北京大學生命科學學院、北大-清華生命科學聯合中心張蔚研究員為本論文的通訊作者，生命科學學院2019級博士研究生滕德群為本論文的第一作者。該項研究得到國家自然科學基金，北京市自然科學基金，北大-清華生命科學聯合中心，蛋白質和植物基因研究國家重點實驗室等支持資助。

論文鏈接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2214-5745(23)00134-7

參考文獻：

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