表皮碳氢化合物

表皮碳氢化合物（英语：Cuticular hydrocarbon，缩写CHC）是昆虫表皮蜡质的主要组成成分之一，对昆虫适应陆地生活具有关键作用，能够防止水分流失、提供物理屏障以及介导化学通讯^[1]。昆虫表皮蜡质主要由游离脂肪酸、脂肪醇、醛、酯、酮及碳氢化合物等组成，其中以CHC占比最高。^[2]

结构与理化性质

CHC通常为饱和、不饱和直链烃及支链烃的混合物，由昆虫体内特化的绛色细胞合成，随后经运输系统转移至上表皮发挥功能^[1]。大多数昆虫的CHC以碳链长度超过20个碳原子的正链烷烃、甲基烷烃及不饱和烯烃或二烯烃为主^[3]，部分种类则含有罕见的三烯、四烯或甲基烯烃^[4]。不同昆虫间CHC的碳链长度、甲基及双键的数量与位置、甲基的手性异构及双键的立体异构等差异显著^[5][2]。

在自然条件下，昆虫CHC呈固-液混合状态，能牢固附着于体表，以实现防护与通讯功能^[6]。

碳链超过20个碳原子的正链烷烃稳定性高、挥发性低，且范德华力强，具有优异的防水性能^[7][8]。

手性甲基烷烃及立体异构烯烃的出现增加了CHC结构的复杂性，使其在化学通讯中能携带更多信息^[1]。在室温下，碳链长度超过20个碳原子的CHC为低挥发性液体或固体，其蒸汽压特征及扩散速率因体表结构差异而异，从而形成身体部位特异的化学信号^[6][9]。

功能

昆虫CHC主要具有三大功能：防止水分流失、提供物理屏障以及介导化学通讯。

防水作用

CHC的防水功能最早由James O. Ramsay在1935年提出^[10]。尽管CHC总质量通常不足昆虫体重的0.1%，却能使其表皮透水性降低约1300%，这源于CHC结构的强疏水性^[11]。环境温湿度变化可显著影响CHC的组成及昆虫体壁的透水性^[3][12][13]。例如，在高温条件下，小红蚁（Myrmica rubra）与皱结红蚁（M. ruginodis）体表直链烷烃比例上升，而甲基化及不饱和化合物比例降低，以维持体内水分平衡^[14]。

物理屏障

作为覆盖昆虫表面的固液混合层，CHC能有效抵御农药及病原生物等外来威胁^[15][16]。

化学通讯

CHC在昆虫的行为调控中发挥重要作用，包括配偶与亲缘识别、巢穴标记、社会分工、觅食及免疫等^[3][17]。在社会性昆虫中，CHC所传递的信息对于群体结构与行为分化尤为关键^[1]。

组成比例与功能关系

不同CHC化合物间的比例也会影响其功能。例如欧洲狼蜂（Philanthus triangulum）触角腺分泌物中烯烃与正链烷烃的比例约为3:1，该混合物能形成疏水层以保护巢室中共生放线菌免受一氧化氮毒害^[18]。