在巴拿马的热带雨林中,一种不起眼的蝴蝶正在改写科学家对衰老与寿命的理解。布里斯托大学领衔的一项新研究揭示,袖蝶属(Heliconius)蝴蝶不仅寿命远超其近缘物种,而且几乎不表现出随年龄增长而出现的生理衰退。这项发表于《自然·通讯》的研究,为衰老生物学提供了一个极具潜力的天然演化模型。
花粉饮食并非长寿的唯一解释
大多数蝴蝶成虫寿命仅有数周,而袖蝶属某些物种却能存活近一年。长期以来,科学家推测其独特的花粉取食行为是关键——袖蝶属是已知唯一主动收集并消化花粉的蝴蝶类群,花粉富含氨基酸和蛋白质,可能为其提供维持长寿所需的营养。
然而,研究团队通过控制饮食实验发现,即便从袖蝶属的饮食中完全去除花粉,它们仍然比不食花粉的近缘物种活得更久。研究人员将取食花粉的Heliconius hecale与不取食花粉的短寿近缘种Dryas iulia进行对比,结果显示,H. hecale在无花粉条件下依然显著长寿。这一结果说明,营养摄入与演化适应共同塑造了袖蝶属的长寿表型,而非单一因素所致。
研究人员进一步评估了蝴蝶的身体维持能力。他们测量了体重保持情况和握力(用于评估肌肉功能与运动表现)。结果显示,H. hecale比D. iulia更长时间地维持了体重;更重要的是,年老的H. hecale个体握力未见明显衰退,而D. iulia则随年龄增长显著变弱。至少在所测试的指标中,H. hecale几乎没有表现出随衰老而来的生理功能下降。
近缘物种间寿命相差25倍
该研究由布里斯托大学与巴拿马史密森尼热带研究所合作完成,综合了蝴蝶馆饲养记录、野外标记-释放-重捕数据以及昆虫饲养设施中的控制实验,系统比较了袖蝶族(Heliconiini)内多个物种的寿命与衰老模式。
结果显示,袖蝶属蝴蝶的衰老速度更慢,基线死亡率(即潜在死亡风险)也低于不食花粉的近缘物种。这种优势同时体现在最大寿命和中位寿命(即半数个体死亡时的年龄)上。平均而言,某些袖蝶属物种的寿命约为其近缘物种的三倍。
最大寿命的差异更为惊人。最长寿的Heliconius hewitsoni可存活348天,而短寿近缘种Dione juno仅能存活14天,两者相差约25倍。这一差距在昆虫纲中虽非极端,但在近缘物种间极为罕见。
天然演化实验助力衰老机制研究
研究第一作者、布里斯托大学生物科学学院的Jessica Foley博士指出:“昆虫作为物种最丰富的动物类群,以其惊人的形态和生态多样性著称。它们的寿命也表现出极端变异——从蜉蝣成虫的几天,到某些蚂蚁和白蚁生殖阶层的数十年,昆虫纲内寿命差异约达5000倍,而哺乳动物仅为约100倍。”
Foley博士强调:“袖蝶属蝴蝶之所以特别引人注目,不仅在于它们演化出了更长的寿命,更在于它们同时演化出了更慢的衰老进程。这使它们能够比近期分化的近缘物种活得更久。这一寿命延长的发现提供了一个强大的机会,让我们得以识别支撑长寿的机制。通过比较长寿的袖蝶属与其短寿近缘种,我们拥有一个天然的演化实验,有助于揭示寿命如何被延长,使它们成为衰老与长寿生物学研究中极具前景的新模型。”
该研究不仅挑战了“花粉饮食决定长寿”的单一假说,还提示袖蝶属可能演化出了独立于营养的细胞保护、抗氧化或代谢调控机制。未来通过比较基因组学与功能实验,科学家有望从这些蝴蝶身上挖掘出延缓衰老的关键通路,为人类健康老龄化研究提供新线索。
Jessica Foley, Josie McPherson, Made Roger, Cruz Batista, Rémi Mauxion, Greta Hernández, Richard Kelson, Fletcher J. Young, W. Owen McMillan, Stephen H. Montgomery. Evolution of increased longevity and slowed ageing in a genus of tropical butterfly. Nature Communications, 2026.
DOI: 10.1038/s41467-026-73635-7