研究重点应当全面揭示发育可塑性的机制。昆虫在对一系列环境刺激的反应中产生了不同的表型。为了使发育可塑性发挥作用，昆虫必须能够(a)使用专门的传感器检测这些刺激，(b)通过非常有限的调节剂（相对于线索、传感器和效应器的多样性）（如激素）将这些信息传递给受影响的组织，©受影响的组织必须改变基因表达以响应这些调节剂，以诱导另一种发育轨迹和塑性表型（效应器模块）。这张图突出了我们目前缺乏理解的两个关键领域：首先，如何通过一组非常有限的调节剂（主要是激素胰岛素，青少年激素和蜕皮激素）传递各种各样的环境线索，从而产生一系列不同的塑性表型；其次，如何调节时间或组织特异性的发育可塑性。总之，回答这些问题将使我们能够确定可塑性b[59]在进化背景下的系统发育和发育限制
本文的主要作者包括Kane J. Yoon、Christopher B. Cunningham、Amanda Bretman和Elizabeth J. Duncan。他们分别来自英国利兹大学生物科学学院的生物学院（University of Leeds, School of Biology）和美国乔治亚大学昆虫学系（University of Georgia, Department of Entomology）。文章于2023年3月16日发表在《Biochemical Society Transactions》期刊上。
本文的主题是昆虫的环境诱导发育可塑性（developmental plasticity）的进化与机制。发育可塑性是指同一基因组在不同环境条件下产生不同表型的能力。昆虫作为发育可塑性研究的理想模型，展示了丰富的表型多样性，如甲虫的角大小、蝴蝶的眼斑大小、社会性昆虫的阶级分化等。本文通过综述现有研究，探讨了发育可塑性的机制、进化及其在不同物种中的表现。
发育可塑性是指同一基因组在不同环境条件下产生不同表型的能力。这种可塑性在昆虫中尤为显著，例如甲虫的角大小随营养状态变化，蝴蝶的眼斑大小随温度和湿度变化，社会性昆虫的阶级分化等。发育可塑性在个体适应性和物种进化中具有重要作用，尤其是在快速变化的环境中，它可能作为一种快速响应机制，帮助个体适应环境变化。
支持证据： - 蝴蝶Bicyclus anynana的季节性眼斑大小变化与捕食者回避和配偶选择有关。 - 社会性昆虫如蜜蜂的阶级分化（工蜂与蜂后）是由营养差异引起的。
发育可塑性的发生涉及三个关键步骤：环境信号的感知（sensors）、信号的传递（modulators）以及基因表达的改变（effectors）。环境信号通过特定的感受器被感知，随后通过神经内分泌系统传递到目标组织，最终通过基因表达的改变导致不同的表型。
支持证据： - 温度、光周期和营养等环境信号通过不同的感受器被感知，如温度感受器、光感受器和化学感受器。 - 神经内分泌系统中的激素（如蜕皮激素、保幼激素和胰岛素）在信号传递中起关键作用。
发育可塑性的进化可能通过传感器、调制器或效应器的改变来实现。例如，新的传感器可能使物种对新的环境信号敏感，调制器可能对环境信号产生不同的响应，而效应器系统可能被重新利用以响应这些调制器。
支持证据： - 蝴蝶Bicyclus anynana的眼斑大小可塑性是通过效应器系统的改变（如蜕皮激素的敏感性）进化的。 - 不同物种的发育可塑性机制可能独立进化，表现出不同的调控方式。
发育可塑性的研究不仅有助于理解发育和进化的基本机制，还具有广泛的应用价值。例如，在保护生物学中，了解发育可塑性是否有助于物种适应气候变化至关重要；在农业中，如何通过调控可塑性提高作物产量也是一个重要问题。
支持证据： - 发育可塑性在昆虫适应气候变化中的作用已被广泛讨论。 - 在医学领域，发育可塑性的研究可能有助于理解代谢疾病的发病机制。
本文通过综述昆虫发育可塑性的机制与进化，填补了当前研究中的空白，并为未来的研究提供了方向。文章强调了跨物种比较研究的重要性，特别是在进化发育生物学（evo-devo）框架下，探讨发育可塑性的普遍规律和物种特异性机制。此外，本文还提出了未来研究的技术方向，如单细胞RNA测序（single-cell RNA-seq）和染色质可及性分析（ATAC-seq），这些技术将有助于更深入地理解发育可塑性的分子机制。
本文系统地综述了昆虫发育可塑性的机制、进化及其在不同物种中的表现。通过整合现有研究，文章不仅为发育可塑性的研究提供了理论框架，还为未来的实验设计和技术应用提供了指导。发育可塑性的研究不仅具有重要的科学价值，还在保护生物学、农业和医学等领域具有广泛的应用前景。