在很多文藝作品中,蝴蝶都是「脆弱美」的代表。
比如,梁山伯與祝英台未能修成正果,最終化為一雙彩蝶飛離塵世。情歌中,人們也用蝴蝶慰藉內心之遺憾,唱著「就像蝴蝶飛不過滄海,沒有誰忍心責怪」。
圖源:Peter Kuper
然而,【自然-通訊】期刊的一篇文章,打破了人們的固有認知:蝴蝶真能飛過滄海!研究人員透過多年分析,終於證實一群小紅蛺蝶曾一刻不停地飛行4200余千米,從歐非大陸跨越大西洋抵達南美。
小紅蛺蝶 圖源:傑拉德·塔拉維拉
這場既震撼又帶些浪漫色彩的生物追蹤,可以追溯到11年前的一天。
2013年10月末的一個清晨,昆蟲學家傑拉德·塔拉維拉正在法屬圭亞那的海邊散步。忽然,他發現10來只小紅蛺蝶正停在不遠處的沙灘上。
小紅蛺蝶是世界分布最廣泛的蝴蝶品種之一,但南美洲極少有它們出現的記錄,這一反常現象立刻引起傑拉德的警覺。
法屬圭亞那在世界地圖中的位置(它和圭亞那是兩個國家哦)圖源:free world map
走近一些,傑拉德發現這些蝴蝶的翅膀褶皺不堪,布滿孔洞,它們看起來十分疲憊,沒有了飛行的力氣,只能「跳躍」著移動。傑拉德的直覺告訴他,這群小紅蛺蝶不像是沿著陸地從北美洲飛過來的,它們極有可能來自大西洋彼岸的歐洲或非洲。
其實,昆蟲學界已達成共識,小紅蛺蝶有長途遷徙能力。在歐非大陸,一些小紅蛺蝶會於春季從撒哈拉沙漠南部飛至北極圈附近,再於秋季原路返回,往返路程長達14500千米,遠超過橫跨大西洋的4000多千米。
小紅蛺蝶在歐非大陸間的遷徙方向
紅色為春季北上路線,藍色為秋季南下路線
圖源:Wildlife Trusts
只是,小紅蛺蝶常規的遷徙路線多有陸地相伴,累了可以停下休息,餓了可以吸花蜜。對於這些體重僅有1克左右的小家夥們來說,一口氣飛躍茫茫大洋,真的可能嗎?
自打那次海灘上的不期而遇,傑拉德在之後10余年裏,一直想辦法驗證自己的猜想。這不是件易事,畢竟蝴蝶體型小巧脆弱,不方便在它們身上安裝無線電追蹤器,而雷達系統也只能監測特定地區。
好在,傑拉德和他的同事們腦洞大開,最終用3種方法證實這群小紅蛺蝶確實飛躍了大西洋。
傑拉德·塔拉維拉(Gerard Talavera),任職於巴塞隆拿植物研究所
圖源:網絡
首先,他們采用了「DNA條形碼」技術。DNA條形碼是一個特定的DNA片段序列,這些片段擁有足夠的可變性以確定物種身份。當發現一個辨認不出的生物時,研究人員可以描繪出它的DNA條形碼,然後與國際數據庫內的條形碼進行比對,確認其身份。
傑拉德和他的同事們發現,這群小紅蛺蝶身上沾有采蜜時帶上的花粉,便描繪出花粉的DNA條形碼。經比對,花粉全都來自西非的幾種灌木。這些灌木的開花季節在8月至11月間,與蝴蝶出現在海灘上的時間吻合。
DNA條形碼技術在食品溯源上也有很多貢獻,【中國科學:生命科學】期刊曾刊登文章,研究人員使用該技術發現市場上70%的耗牛肉幹原料都不是耗牛
圖源:wikipedia
花粉以外,研究人員同樣對蝴蝶的基因組進行了測序,以追蹤它們的譜系。結果發現,這群蝴蝶有著非洲-歐洲根源,排除了它們是從北美洲飛來的可能。
為讓結果更可靠,傑拉德還采用了「同位素示蹤法」確認蝴蝶們的出生地。
不同地區的水、土壤、植被中,穩定同位素的比率存在差異。動物在生長過程中,會從環境中攝取這些同位素,並積累在牙齒、骨骼、毛發等組織中。研究人員透過檢測蝴蝶翅膀中的同位素,可以看出它們在毛毛蟲時期吃的植物分布在哪。
小紅蛺蝶的幼蟲 圖源:wikipedia
同位素示蹤法的結果與DNA條形碼類似,蝴蝶在幼蟲時期吃的植物分布在西非、北非或西歐,說明這些蝴蝶出生於以上地區。
「這是一場十分精彩的生物學偵察工作,傑拉德博士法醫般的抽絲剝繭,是人類首次證明蝴蝶,甚至是昆蟲可以進行跨洋飛行的研究。」紐約市立學院的前進演化生態學家大衛·羅曼對媒體評價道。
小紅蛺蝶的蛹 圖源:wikipedia
那麽這群小紅蛺蝶為什麽要飛到南美洲呢?
傑拉德推測,它們當時可能正在沿著傳統的遷徙路徑往南飛,然後被大風刮到了海面上。為了不掉進水裏,小紅蛺蝶只能一直往前飛,直到看見陸地。
傑拉德推測這群小紅蛺蝶大概飛了5至8天的時間(圖為君主斑蝶)
圖源:網絡
昆蟲學家認為,蝴蝶單次飛行的最大距離約為780千米,這群小紅蛺蝶之所以能完成如此偉大的旅行,一來多虧了強勁的東風,二來恐怕要歸功於生物強大的求生本能。
一群體重僅有1克,翼展大概5厘米,大腦只有針尖大小的生物,竟能戰勝茫茫大洋,著實讓人感到震撼。
蝴蝶可以飛過滄海,也許大自然還有更多的神奇等待著我們去發現
圖源:wikipedia
當然,傑拉德團隊創新性的追蹤手段,也給科研圈帶來啟發,為監測昆蟲遷徙開啟了新思路。
轉載自:把科學帶回家