本文的主要作者是Clarissa F. De Carvalho，来自巴西圣保罗联邦大学生态与进化生物学系（Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva, Federal University of São Paulo）。文章于2023年4月5日在线发表在《Current Opinion in Insect Science》期刊上，是该期刊“全球变化生物学”专题的一部分。
本文的主题是气候变化对昆虫的表观遗传效应。随着全球气候变化的加剧，环境条件的快速和不可预测的变化对昆虫种群构成了严峻挑战。昆虫作为地球上最多样化的动物群体之一，具有重要的生态和经济意义。因此，理解昆虫如何应对气候变化的影响至关重要。
文章指出，昆虫种群可以通过遗传变异和表型可塑性（phenotypic plasticity）来应对环境变化。然而，遗传多样性并不总是足以应对快速的环境变化，可能导致种群灭绝。因此，表观遗传机制（epigenetic mechanisms）作为一种潜在的适应性机制，受到了越来越多的关注。表观遗传机制可以通过影响基因表达来调节表型，且能够响应外部环境变化，从而在不可预测的环境中提供表型变异。
本文围绕以下几个主要观点展开讨论：
表观遗传机制是指不改变DNA序列的分子修饰，能够影响基因表达。这些修饰可以在细胞分裂过程中传递，甚至在某些情况下可以跨代传递。主要的表观遗传机制包括DNA甲基化（DNA methylation）、组蛋白修饰（histone modifications）和小非编码RNA（small noncoding RNAs, ncRNAs）。这些机制在昆虫中广泛存在，但不同昆虫类群之间的表观遗传机制存在显著差异。例如，完全变态昆虫（如蝴蝶）的DNA甲基化水平较低，而不完全变态昆虫（如直翅目昆虫）的DNA甲基化水平较高。
越来越多的证据表明，表观遗传机制可能通过调节基因表达来影响昆虫的表型多样性。例如，某些蝗虫物种（如东亚飞蝗）在种群密度变化时，会从独居型转变为群居型，这种表型变化与DNA甲基化的差异有关。此外，表观遗传机制还与昆虫的翅发育、变态调节、滞育（diapause）等关键性状相关。例如，温度变化可以影响果蝇的组蛋白修饰，进而影响其耐热性。
表观遗传变异是否能够跨代传递是一个关键问题。如果表观遗传标记能够稳定传递，那么它们可能成为适应环境变化的另一种机制。例如，某些蚜虫的DNA甲基化模式可以在无性繁殖的多个世代中稳定传递。然而，目前关于表观遗传变异跨代传递的证据仍然有限，尤其是在昆虫中。
文章推测，表观遗传变异可能通过表型可塑性帮助昆虫种群快速应对气候变化。例如，表观遗传标记可能编码更高的耐热性，使昆虫在变暖的环境中具有更高的适应性。然而，气候变化也可能通过影响昆虫的物候响应（如发育、繁殖和滞育）对其产生负面影响。此外，生物相互作用（如昆虫与寄主植物的关系）也可能影响表观遗传变异的适应性潜力。
文章提出了未来研究的几个关键问题，包括： 1. 表观遗传机制如何影响表型？ 2. 表观遗传变异能否跨代传递？ 3. 表观遗传变异对适应性的影响是什么？
为了回答这些问题，文章建议采用高通量测序技术、细胞类型特异性分析以及自然种群中的实验研究，以更好地理解表观遗传变异与表型之间的关系。
本文综述了昆虫表观遗传学的最新进展，强调了表观遗传机制在昆虫应对气候变化中的潜在作用。尽管目前的研究仍存在许多空白，但表观遗传学为理解昆虫的表型多样性和适应性提供了新的视角。未来的研究将有助于揭示表观遗传机制在昆虫应对气候变化中的具体作用，并为预测昆虫种群的命运提供科学依据。
本文通过对昆虫表观遗传学的综述，揭示了表观遗传机制在昆虫应对气候变化中的潜在作用。尽管目前的研究仍处于初步阶段，但表观遗传学为理解昆虫的适应性和表型多样性提供了新的视角。未来的研究将进一步揭示表观遗传机制在昆虫应对气候变化中的具体作用，并为生态保护和害虫管理提供科学依据。