本文是由Harshad Vijay Mayekar和Subhash Rajpurohit共同撰写的一篇综述文章，发表于2024年6月的《Current Opinion in Insect Science》期刊上。两位作者均来自印度艾哈迈达巴德大学的生物与生命科学学院。文章的主题围绕昆虫基因组复杂性如何调节其对气候变化的响应，特别是通过基因组大小（genome size, GS）和转座子（transposable elements, TEs）的变化来评估昆虫的灭绝风险。

学术背景

昆虫在生态系统中扮演着至关重要的角色，然而近年来昆虫种群的减少引起了广泛关注。尽管昆虫类群在历史上表现出较低的灭绝率和较高的多样化率，但当前气候变化的快速步伐可能使昆虫种群面临灭绝的风险。文章提出，基因组大小和转座子的变化可以作为评估昆虫灭绝风险的粗略指标。较大的基因组和/或活跃的转座子与快速气候变化下的适应性相关。文章推测，不稳定的环境条件可能促使基因组大小和转座子的扩张，进而与适应性相关。此外，转座子的爆发在较小的种群中可能不会被清除，因此基因组大小和转座子负荷可以作为野外小有效种群的指标，这些种群可能正在经历瓶颈或剧烈的气候扰动。

主要观点

1. 昆虫灭绝的历史与现状
   文章回顾了地球历史上的五次大灭绝事件，并指出昆虫在这些事件中的灭绝证据并不明确。尽管化石记录显示了许多物种的灭绝，但昆虫的化石记录相对较少，尤其是陆生昆虫。昆虫的高多样化率可能抵消了其灭绝率，使得昆虫在漫长的地质历史中得以持续存在。然而，当前的第六次大灭绝可能对昆虫种群构成严重威胁，特别是由于气候变化和人类活动的影响。

2. 基因组大小与灭绝风险
   近年来，基因组大小作为预测灭绝风险的指标在鸟类、哺乳动物和两栖动物中得到了研究，但结果并不一致。较大的基因组可能增强适应性，但也可能积累有害突变。文章探讨了昆虫基因组大小与表型特征之间的相关性，例如体型、发育速度和繁殖成功率。尽管这些相关性并不总是显著，但它们为理解昆虫如何应对气候变化提供了线索。

3. 转座子的作用
   转座子在基因组大小变化中起着重要作用。尽管转座子通常被认为是中性或有害的，但它们在某些情况下可能与适应性相关。例如，转座子的爆发可能与环境压力相关，尤其是在小种群中。文章列举了多个昆虫类群中转座子与适应性特征的关联，例如飞蝗的长距离飞行能力和能量代谢的调节。

4. 基因组学与生态学的结合
   文章强调，气候变化的速度可能挑战昆虫的生存和适应性。然而，基因组学证据表明，昆虫可能通过基因组变化来应对快速的气候变化。例如，某些果蝇种群在适应新环境时表现出转座子比例的增加。文章还讨论了如何通过基因组学识别濒危种群，并实施保护措施。

文章的意义与价值

本文通过综述基因组大小和转座子在昆虫适应气候变化中的作用，为理解昆虫灭绝风险提供了新的视角。文章不仅总结了当前的研究进展，还提出了未来的研究方向，特别是在基因组学与生态学结合方面的潜力。通过识别濒危种群并实施保护措施，基因组学可以为昆虫保护提供重要的工具。

亮点

1. 新颖的研究视角：文章首次系统性地探讨了基因组大小和转座子在昆虫适应气候变化中的作用，为评估昆虫灭绝风险提供了新的思路。
2. 多学科交叉：文章结合了基因组学、生态学和进化生物学的研究成果，展示了多学科交叉在解决复杂生态问题中的潜力。
3. 实际应用价值：通过基因组学识别濒危种群，可以为昆虫保护提供科学依据，具有重要的实际应用价值。

总结

本文通过综述基因组大小和转座子在昆虫适应气候变化中的作用，为理解昆虫灭绝风险提供了新的视角。文章不仅总结了当前的研究进展，还提出了未来的研究方向，特别是在基因组学与生态学结合方面的潜力。通过识别濒危种群并实施保护措施，基因组学可以为昆虫保护提供重要的工具。