两种具有不同飞行策略的蛾类家族在飞行肌分配上出现分化

动物的肌肉系统必须满足其特定的生物力学需求，因此，当运动策略发生分化时，肌肉形态与体积分配也可能随之适应性改变。我们考察了天蛾总科中两个姐妹科——野蚕蛾科（Saturniidae）和天蛾科（Sphingidae）——的肌肉大小与形态，这两个类群在振翅频率、翅形和行为方面已发生分化。尽管这两个科都依赖相同的肌肉来为飞行提供动力并控制转向，但它们可能以不同方式分配肌肉体积，以优先支持不同的功能。我们假设，飞行动力肌在天蛾科中的比例更大，并且会随振翅频率增加而增大，从而有助于满足高频、机动性飞行的惯性功率需求。我们还假设，某些单独肌肉在相对体积和面积上发生分化，以支持不同的翅运动控制策略。为检验这些假设，我们对20个天蛾总科物种进行了CT扫描，并量化了6对飞行肌的体积和几何特征。正如预期，飞行动力肌比例与振翅频率呈正相关，并且在总体上天蛾科更高。3块转向肌中的2块在两个科之间的相对体积和面积上表现出显著分化。大多数肌肉在野蚕蛾中表现出更大的长度，而在天蛾中则表现出更大的横截面积。最后，背斜肌（DO）在大小和形态上表现出异常显著的分化：该肌肉在天蛾中高度发达，而在野蚕蛾中较小或缺失。这一出乎意料的差异表明，DO肌在飞行控制中具有一个以往未被充分重视的作用，可能是通过塑造弹性胸部中间接应变传播而实现的。我们的研究表明，肌肉体积分布与天蛾总科分化出的飞行策略相对应，揭示了肌肉分配如何能够适应特化的功能目标。

动物的肌肉系统必须满足其特定的生物力学需求，因此，当运动策略发生分化时，肌肉形态与体积分配也可能随之适应。我们考察了天蛾总科中两个姊妹科——野蚕蛾科（Saturniidae）和天蛾科（Sphingidae）——的肌肉大小与形态，这两个类群在振翅频率、翅形态和行为方面已发生分化。尽管这两个科都依赖相同的肌肉来为飞行提供动力并进行转向控制，但它们可能以不同方式分配肌肉体积，以优先满足不同的功能需求。我们假设，飞行动力肌在天蛾科中所占比例更大，并且会随着振翅频率升高而增加，从而有助于满足高频、可机动飞行的惯性功率需求。我们还假设，某些单个肌肉会在比例体积和面积上发生分化，以支持不同的翅运动控制策略。

为检验这些假设，我们对20种天蛾总科物种进行了CT扫描，并量化了6对飞行肌的体积和几何参数。结果如预期所示，飞行动力肌所占比例与振翅频率呈正相关，并且在天蛾科中通常更大。3块转向肌中有2块在相对体积和面积上于两个科之间存在显著分化。大多数肌肉在野蚕蛾中表现出更大的长度，而在天蛾中则具有更大的横截面积。最后，背斜肌（dorsal oblique, DO）在大小和形态上表现出特别显著的分化：其在天蛾中高度发达，而在野蚕蛾中较小或缺失。这一出人意料的差异支持了DO肌在飞行控制中具有一个此前未受到充分重视的作用，可能是通过塑造弹性胸部中间接应变传播来实现的。我们的研究表明，肌肉体积分布与天蛾总科类群分化出的飞行策略相一致，展示了肌肉分配如何能够适应专门化的功能目标。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.746726v1?rss=1

🏷️ 飞行肌分配 蛾类飞行策略 肌肉形态分化 CT形态定量 功能形态学