地球上高达90%的动物物种是昆虫,其中大多数生活在赤道附近的热带地区。按常理推断,在高温中演化了千万年的它们,应该最不怕热。
事实正好相反。一项覆盖2000多个物种的研究发现,热带昆虫中的很大一部分,已经逼近了自己能承受的温度上限。低海拔地区的种群尤其危险,它们和致死高温之间的缓冲余量,薄得几乎可以忽略。气候继续变暖,这层余量就会被吃光。
这层余量一旦消失,后果会沿食物链迅速扩散。蜜蜂是最出名的授粉者,但蚂蚁、苍蝇、甲虫同样在替植物传粉,直接关系到粮食产量。蜣螂分解动物粪便和尸体,维持土壤健康,阻断疾病传播。蜻蜓捕食蚊子,昆虫又是鸟类、爬行动物、哺乳动物的基础食物来源。抽掉昆虫这一层,上面的结构会迅速垮塌。
搞清楚这条红线到底在哪里,是这项研究的核心任务。科学家在肯尼亚和秘鲁各选了一条从低地延伸到高山的路线,沿途逐级采集昆虫:苍蝇、蜜蜂、甲虫、蝴蝶、蚱蜢,尽可能覆盖整个群落。两个国家分属不同大洲,但有三个共同特征:都在热带,都有陡峭的山脉,生物多样性都极高。海拔每升高一段,气温就可预测地下降一截,等于大自然替研究者搭好了一座温度梯度实验室。
对每一只采集到的昆虫,研究者都做了同一个测试:缓慢升温,记录它因热应激而失去运动能力的那个临界温度。然后拿这个数字去对比当地实测气温和卫星数据,算出每个物种离自己的极限还剩多少度。
结果很不乐观。低海拔的昆虫,比如低地热带草原上的蜣螂,生存温度已经贴着极限在走。尤其是非洲热带低地,气温本就高,升温速度又快,那里的昆虫可能率先被推过临界线。高海拔的昆虫整体上缓冲余量更大,还有调整空间。
昆虫在遭遇高温时,体内可以启动一种应急机制:合成热休克蛋白,帮助稳定细胞结构,相当于给自己临时加了一层防护。但研究发现,低海拔昆虫的这种能力非常有限。中高海拔的昆虫经过短暂热暴露后,耐热性能小幅提升;低海拔昆虫几乎提不上去。最需要这层防护的群体,偏偏最缺这层防护。
更深层的原因藏在分子结构里。研究团队用深度学习模型预测了不同昆虫类群的蛋白质热稳定性,发现蛋白质越耐热的类群,整体耐热能力也越强。蚱蜢的蛋白质稳定性高,耐热表现就好;苍蝇的蛋白质稳定性低,耐热排名垫底。
这意味着耐热上限很可能是被蛋白质的基本结构锁死的。不是行为层面“找个阴凉地方躲一躲”就能解决的问题,而是细胞里的零件本身扛不住更高的温度。演化当然可以慢慢改写蛋白质结构,但气候变化的速度远快于自然选择。很多物种可能来不及适应。
极端高温可以在几秒钟内杀死一只昆虫。但不需要到致死温度,持续的热应激就足以压低繁殖率,让种群一代代萎缩。这种慢性衰退比急性死亡更难被察觉,等人注意到的时候,数量可能已经塌了。
昆虫并非完全没有退路。它们可以躲进微栖息地,比如树荫、林下层、土壤缝隙,来回避短时高温。完整的森林、草原和灌木地能提供这些热避难所。但栖息地破碎化正在缩小这些选项。维持气候廊道,让凉爽区域和炎热区域之间保持连通,是帮助物种迁移和存活的关键。
根据气候模型预测,到本世纪末,在升温最快的非洲热带地区,许多昆虫物种将频繁暴露在超过其生理极限的温度中。昆虫的退路正在消失,留给我们的时间窗口也正在收窄。
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图源:Kim Holzmann
信源:Holzmann, Kim. "Insects in the Tropics Are Already Near Their Heat Limits. Climate Change Could Push Many Beyond Survival." Phys.org, 5 Apr. 2026
