表皮碳氫化合物

表皮碳氫化合物（英語：Cuticular hydrocarbon，縮寫CHC）是昆蟲表皮蠟質的主要組成成分之一，對昆蟲適應陸地生活具有關鍵作用，能夠防止水分流失、提供物理屏障以及介導化學通訊^[1]。昆蟲表皮蠟質主要由游離脂肪酸、脂肪醇、醛、酯、酮及碳氫化合物等組成，其中以CHC占比最高。^[2]

結構與理化性質

CHC通常為飽和、不飽和直鏈烴及支鏈烴的混合物，由昆蟲體內特化的絳色細胞合成，隨後經運輸系統轉移至上表皮發揮功能^[1]。大多數昆蟲的CHC以碳鏈長度超過20個碳原子的正鏈烷烴、甲基烷烴及不飽和烯烴或二烯烴為主^[3]，部分種類則含有罕見的三烯、四烯或甲基烯烴^[4]。不同昆蟲間CHC的碳鏈長度、甲基及雙鍵的數量與位置、甲基的手性異構及雙鍵的立體異構等差異顯著^[5][2]。

在自然條件下，昆蟲CHC呈固-液混合狀態，能牢固附著於體表，以實現防護與通訊功能^[6]。

碳鏈超過20個碳原子的正鏈烷烴穩定性高、揮發性低，且范德華力強，具有優異的防水性能^[7][8]。

手性甲基烷烴及立體異構烯烴的出現增加了CHC結構的複雜性，使其在化學通訊中能攜帶更多信息^[1]。在室溫下，碳鏈長度超過20個碳原子的CHC為低揮發性液體或固體，其蒸汽壓特徵及擴散速率因體表結構差異而異，從而形成身體部位特異的化學信號^[6][9]。

功能

昆蟲CHC主要具有三大功能：防止水分流失、提供物理屏障以及介導化學通訊。

防水作用

CHC的防水功能最早由James O. Ramsay在1935年提出^[10]。儘管CHC總質量通常不足昆蟲體重的0.1%，卻能使其表皮透水性降低約1300%，這源於CHC結構的強疏水性^[11]。環境溫濕度變化可顯著影響CHC的組成及昆蟲體壁的透水性^[3][12][13]。例如，在高溫條件下，小紅蟻（Myrmica rubra）與皺結紅蟻（M. ruginodis）體表直鏈烷烴比例上升，而甲基化及不飽和化合物比例降低，以維持體內水分平衡^[14]。

物理屏障

作為覆蓋昆蟲表面的固液混合層，CHC能有效抵禦農藥及病原生物等外來威脅^[15][16]。

化學通訊

CHC在昆蟲的行為調控中發揮重要作用，包括配偶與親緣識別、巢穴標記、社會分工、覓食及免疫等^[3][17]。在社會性昆蟲中，CHC所傳遞的信息對於群體結構與行為分化尤為關鍵^[1]。

組成比例與功能關係

不同CHC化合物間的比例也會影響其功能。例如歐洲狼蜂（Philanthus triangulum）觸角腺分泌物中烯烴與正鏈烷烴的比例約為3:1，該混合物能形成疏水層以保護巢室中共生放線菌免受一氧化氮毒害^[18]。