昆虫约占地球动物物种的90%，其中大量分布在赤道附近的热带地区。针对这些物种在气候变暖背景下的耐热能力，一项研究对肯尼亚与秘鲁沿海拔梯度的2000多种昆虫开展野外实验，结果显示，多数热带低地昆虫已接近其耐热极限，进一步升温可能使其面临更高水平的热应激风险。

研究团队在肯尼亚与秘鲁的山地系统中，将山脉作为“天然实验室”开展采样与测量。两地均位于热带、山地陡峭且生物多样性高，气温随海拔升高而下降的规律，为比较不同热环境下的昆虫耐热能力提供了条件。肯尼亚的调查范围从瓦塔穆到肯尼亚山，并覆盖泰塔山脉；秘鲁的调查则从低地亚马逊地区（包括马努国家公园部分区域）延伸至库斯科附近的安第斯高山地带。

研究人员手工采集昆虫个体，尽量覆盖群落并纳入主要类群，包括苍蝇、蜜蜂、甲虫、蝴蝶和蚱蜢等。对每个个体，团队测量其“临界热极限”——昆虫因热应激而失去运动控制的温度。实验中，研究人员逐步升温，直至昆虫进入热昏迷状态，并将测得的耐热上限与实地测量及卫星数据所反映的环境温度进行对比，计算物种距离耐受上限的“热安全边际”。

研究结果显示，低地昆虫的热安全边际显著更小，部分物种已非常接近其临界热极限；相比之下，高海拔昆虫总体拥有更大的缓冲空间。研究还指出，在热带非洲部分地区，气温已处于高位并呈快速上升趋势，可能使大量物种处于风险之中，其中苍蝇被认为是更脆弱的类群。

在短期生理调节方面，研究观察到部分昆虫可通过产生热休克蛋白等机制暂时提高耐热性，以保护细胞免受高温损伤。但研究同时发现，低海拔昆虫在先前热暴露后提升耐热性的能力有限；中高海拔昆虫则可在一定程度上提高耐热性。

为探究不同类群耐热差异的潜在原因，研究团队还使用深度学习模型预测昆虫蛋白质稳定性。结果显示，蛋白质更稳定的昆虫群体往往耐热性更高；例如，苍蝇耐热性较低且蛋白质稳定性较差，而蚱蜢耐热性较高且蛋白质更稳定。研究据此提出，热极限可能受基本蛋白质结构约束，意味着部分物种或难以通过快速进化在短期内跟上气候变化速度。

研究人员进一步将至2100年的气候预测情景下的预期温度与低地昆虫的耐热极限进行比较，以评估未来升温的潜在影响。研究指出，极端高温可在数秒内致死昆虫；即便较低水平的热应激也可能带来长期后果，包括降低繁殖率并导致种群下降。

研究同时强调，昆虫可通过迁移至更凉爽的微栖息地避暑，例如遮荫植被、森林下层或土壤环境，因此栖息地复杂性对其生存尤为关键。研究提到，在非洲景观中，完整的森林、稀树草原与灌木丛可提供热避难所，但栖息地丧失与破碎化会减少可供选择的避暑空间。研究还提出，维护“气候廊道”——连接凉爽区与温暖区的通道——对物种迁移与存续具有重要意义。

研究人员表示，热带地区拥有地球上最为多样的昆虫生命。昆虫在生态系统与人类活动中扮演关键角色，包括为粮食生产提供授粉服务（除蜜蜂外，蚂蚁、苍蝇和甲虫等也有贡献），并通过分解废物与尸体等过程维持生态循环。研究认为，若热带昆虫因升温而超出生存范围，其影响可能波及生态系统功能、农业生产与人类福祉等多个方面。

本文内容基于The Conversation发布文章信息整理。