中南林业科技大学生命科学技术学院昆虫行为与进化生态学实验室肖全红教授团队于2026年3月在Journal of Insect Physiology杂志发表“Metabolic depression drives discontinuous gas exchange in diapause pupae of Sericinus montelus (Lepidoptera: Papilionidae): a seasonal adaptation strategy”研究成果，文中实验以丝带凤蝶（Sericinus montelus Gray）为模型，通过比较不同光照周期和温度条件下蛹的气体交换模式及代谢特性，探讨了滞育和温度对呼吸模式的调控作用。结果表明，滞育期的蛹的代谢率显著低于非滞育期蛹，并且它们稳定地维持着间歇性气体交换（DGE）模式。相比之下，所有非滞育期个体都表现出连续性气体交换。温度通过调节代谢率影响呼吸模式：滞育期蛹在整个测试温度范围内均保持DGE模式，而非滞育期蛹在低温下仍为DGE模式，但在高温下转变为连续性气体交换，这表明存在一个触发转变的代谢率阈值。此外，DGE周期参数同时受到温度和滞育期的影响：低温和滞育期的延长显著延长了间歇期和总DGE周期长度，而每次气体交换释放的CO2体积保持稳定，这与DGE的湿气假说一致。

丝带凤蝶呼吸代谢实验设计及测试

  研究指出，光照周期引起的代谢抑制是丝带凤蝶滞育期蛹DGE模式的核心驱动因素，而温度则通过影响代谢率来微调周期参数。这些机制共同优化了能量保存并可能减少水分损失，突显出这种生理适应在不同昆虫类群中的差异性。

  该研究中昆虫呼吸模式与代谢监测是由北京易科泰生态技术公司提供的便携式多功能昆虫呼吸测量技术方案装置及相关定制技术服务支持。

便携式多功能呼吸代谢仪（左）可拓展升级成多通道昆虫呼吸代谢测量系统（右）

【多功能呼吸与能量代谢测量技术全面解决方案】

北京易科泰生态技术有限公司20多年来专业从事各种实验动物（包括水生、陆生、土壤动物等）呼吸与能量代谢测量技术引进和开发，为国内动物学、动物科学、昆虫学、生理学、生物医学、环境医学等研究客户提供精准的呼吸与能量代谢监测全面技术方案：

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• 两栖类动物能量代谢测量技术
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• 家畜家禽能量代谢测量技术
• 人体能量代谢测量技术
• 动物活动与生理指标（体温、心率等）监测技术
• Thermo-RGB红外热成像与可见光成像动物行为观测技术
• 测量参数包括但不限于：氧气消耗量（VO2）、二氧化碳产量（VCO2）、呼吸商（RQ）、甲烷产量（VCH4）、能耗（EE，包括BMR&RMR、AEE、TEE等）、热传导速率（Ct）、日代谢率（DEE）、最大代谢率（MRmax）、呼吸水分丧失（EWL）、能耗效率、EWL/RMR(表示肺的氧气摄取能力)等。

附部分昆虫参考文献目录：

1、Walthaus, O. K., and D. Labonte. "The allometry of discontinuous gas exchange cycles in Atta cephalotes leaf-cutter ants." bioRxiv (2025): 2025-11.

2、Cibotti, Staci, Jared G. Ali, and Rudolf J. Schilder. "Differential effects of clothianidin exposure on metabolic rates across life stages of Danaus plexippus (Lepidoptera: Nymphalidae)." Environmental entomology 54.4 (2025): 906-916.

3、Dehaan, Jessie L., et al. "Costs and benefits of maternal nest choice: Trade‐offs between brood survival and thermal stress in bees." Ecology 106.1 (2025): e4525.

4、Facina, Ecaterina, and Charles-A. Darveau. "Temperature-induced developmental plasticity, size and flight energetics in the hawkmoth Manduca sexta." Journal of Experimental Biology 229.7 (2026): jeb250497.

5、Clark, Rebecca M., et al. "Cooperation by harvester ant queens brings direct energetic benefits during colony founding." Behavioral Ecology and Sociobiology 79.1 (2025): 7.

6、Kovac, H., et al. "Respiratory metabolism and energetics of Polistes paper wasp larvae and pupae from differing climates." Insectes Sociaux 73.1 (2026): 145-156.

7、Leahy, Lily, et al. "Metabolic traits are shaped by phylogenetic conservatism and environment, not just body size." Proceedings of the National Academy of Sciences 122.29 (2025): e2501541122.

8、Callier, Viviane, et al. "Control of metabolism by hypoxia and starvation and the consequences for the pattern of ecdysone secretion in Manduca sexta." Journal of Experimental Biology 229.3 (2026): jeb251263.