昆虫的复眼是动物界中进化上最成功的视觉系统之一,负责导航、觅食、配偶识别和躲避捕食者等关键行为(Land 和 Nilsson, 2012)。每个复眼由重复的光感受单元——眼小节组成,每个眼小节包含角膜透镜、晶体锥、视网膜细胞、色素细胞及相关结构。尽管这种基本结构在昆虫中是保守的,但许多眼小节特征(如视网膜细胞数量、rhabdom 的结构、色素分布和气管模式)在不同类群之间存在显著差异(Meyer-Rochow 和 Lindström, 2025)。
在鳞翅目中,眼小节类型分为叠置型(apposition eyes)和叠置叠加型(superposition eyes)(Yagi 和 Koyama, 1963)。叠置型眼睛存在于大多数日间活动的蝴蝶中(Hesperiidae 除外,Horridge 等, 1972),以及某些蛾类中,如 Zygaenidae(Chen 等, 2025)和 Castniidae(Pirih 等, 2018)。相比之下,叠置叠加型眼睛是许多夜间活动的蛾类的特征,具有明显的透明区和发达的气管层,这些都是叠置光学功能的标志(Horridge, 1975; Nilsson, 1989)。相反,叠置型眼睛缺乏透明区,气管模式较为简单,这一特征在 Nymphalidae 中具有系统发育意义(Chen 等, 2023)。此外,蝴蝶(Ribi, 1978; Kolb, 1985; Hämmerle 和 Kolb, 1996; Labhart 等, 2009; Nagloo 等, 2020)和蛾类(Horridge 和 Giddings, 1971; Eguchi, 1982; Lau 等, 2007; Lau 和 Meyer-Rochow, 2007; Honkanen 和 Meyer-Rochow, 2009; Fischer 等, 2012, 2014; Chen 等, 2019, 2025; Chen, 2020; Yang 等, 2024; Han 和 Chen, 2025)在视网膜细胞数量等结构特征上也存在差异。然而,鳞翅目昆虫复眼的形态多样性尚未得到充分探索,相关的比较数据集仍然有限。
尺蛾科(Geometridae)是鳞翅目中第二大类群,全球已描述超过 23,000 种(van Nieukerken 等, 2011)。大多数尺蛾幼虫的前足退化,导致其步态呈环状。成虫身体细长,翅膀宽阔,主要为夜间活动。许多尺蛾物种具有特化的腹部鼓膜器官,能在昏暗光线下早期检测到回声定位的蝙蝠,其声学防御机制也已被广泛研究(Cook 和 Scoble, 1992)。相比之下,尺蛾对昏暗光环境的视觉适应机制仍知之甚少。迄今为止,只有高度性二型的 Operophtera brumata 的复眼结构得到了详细研究(Meyer-Rochow 和 Lau, 2008),这凸显了该类群的巨大研究空白。
在本研究中,我们使用透射电子显微镜对比分析了四种尺蛾物种(Pelagodes antiquadraria、Percnia giraffata、Percnia luridaria 和 Abraxas suspecta)的复眼结构。选择这些物种是基于它们的当地可获得性和足够的成虫标本用于形态学研究。所有物种均为夜间活动,栖息于森林或半森林环境中,具有典型的夜间活动尺蛾生态特征,这些特征可能影响它们的视觉适应。我们的目标是详细描述这些物种的眼小节组织,并识别出反映生态适应和进化分化的保守特征及物种特异性特征。