在很多文艺作品中,蝴蝶都是「脆弱美」的代表。
比如,梁山伯与祝英台未能修成正果,最终化为一双彩蝶飞离尘世。情歌中,人们也用蝴蝶慰藉内心之遗憾,唱着「就像蝴蝶飞不过沧海,没有谁忍心责怪」。
图源:Peter Kuper
然而,【自然-通讯】期刊的一篇文章,打破了人们的固有认知:蝴蝶真能飞过沧海!研究人员通过多年分析,终于证实一群小红蛱蝶曾一刻不停地飞行4200余千米,从欧非大陆跨越大西洋抵达南美。
小红蛱蝶 图源:杰拉德·塔拉维拉
这场既震撼又带些浪漫色彩的生物追踪,可以追溯到11年前的一天。
2013年10月末的一个清晨,昆虫学家杰拉德·塔拉维拉正在法属圭亚那的海边散步。忽然,他发现10来只小红蛱蝶正停在不远处的沙滩上。
小红蛱蝶是世界分布最广泛的蝴蝶品种之一,但南美洲极少有它们出现的记录,这一反常现象立刻引起杰拉德的警觉。
法属圭亚那在世界地图中的位置(它和圭亚那是两个国家哦)图源:free world map
走近一些,杰拉德发现这些蝴蝶的翅膀褶皱不堪,布满孔洞,它们看起来十分疲惫,没有了飞行的力气,只能「跳跃」着移动。杰拉德的直觉告诉他,这群小红蛱蝶不像是沿着陆地从北美洲飞过来的,它们极有可能来自大西洋彼岸的欧洲或非洲。
其实,昆虫学界已达成共识,小红蛱蝶有长途迁徙能力。在欧非大陆,一些小红蛱蝶会于春季从撒哈拉沙漠南部飞至北极圈附近,再于秋季原路返回,往返路程长达14500千米,远超过横跨大西洋的4000多千米。
小红蛱蝶在欧非大陆间的迁徙方向
红色为春季北上路线,蓝色为秋季南下路线
图源:Wildlife Trusts
只是,小红蛱蝶常规的迁徙路线多有陆地相伴,累了可以停下休息,饿了可以吸花蜜。对于这些体重仅有1克左右的小家伙们来说,一口气飞跃茫茫大洋,真的可能吗?
自打那次海滩上的不期而遇,杰拉德在之后10余年里,一直想办法验证自己的猜想。这不是件易事,毕竟蝴蝶体型小巧脆弱,不方便在它们身上安装无线电追踪器,而雷达系统也只能监测特定地区。
好在,杰拉德和他的同事们脑洞大开,最终用3种方法证实这群小红蛱蝶确实飞跃了大西洋。
杰拉德·塔拉维拉(Gerard Talavera),任职于巴塞罗那植物研究所
图源:网络
首先,他们采用了「DNA条形码」技术。DNA条形码是一个特定的DNA片段序列,这些片段拥有足够的可变性以确定物种身份。当发现一个辨认不出的生物时,研究人员可以描绘出它的DNA条形码,然后与国际数据库内的条形码进行比对,确认其身份。
杰拉德和他的同事们发现,这群小红蛱蝶身上沾有采蜜时带上的花粉,便描绘出花粉的DNA条形码。经比对,花粉全都来自西非的几种灌木。这些灌木的开花季节在8月至11月间,与蝴蝶出现在海滩上的时间吻合。
DNA条形码技术在食品溯源上也有很多贡献,【中国科学:生命科学】期刊曾刊登文章,研究人员使用该技术发现市场上70%的耗牛肉干原料都不是耗牛
图源:wikipedia
花粉以外,研究人员同样对蝴蝶的基因组进行了测序,以追踪它们的谱系。结果发现,这群蝴蝶有着非洲-欧洲根源,排除了它们是从北美洲飞来的可能。
为让结果更可靠,杰拉德还采用了「同位素示踪法」确认蝴蝶们的出生地。
不同地区的水、土壤、植被中,稳定同位素的比率存在差异。动物在生长过程中,会从环境中摄取这些同位素,并积累在牙齿、骨骼、毛发等组织中。研究人员通过检测蝴蝶翅膀中的同位素,可以看出它们在毛毛虫时期吃的植物分布在哪。
小红蛱蝶的幼虫 图源:wikipedia
同位素示踪法的结果与DNA条形码类似,蝴蝶在幼虫时期吃的植物分布在西非、北非或西欧,说明这些蝴蝶出生于以上地区。
「这是一场十分精彩的生物学侦察工作,杰拉德博士法医般的抽丝剥茧,是人类首次证明蝴蝶,甚至是昆虫可以进行跨洋飞行的研究。」纽约市立学院的进化生态学家大卫·罗曼对媒体评价道。
小红蛱蝶的蛹 图源:wikipedia
那么这群小红蛱蝶为什么要飞到南美洲呢?
杰拉德推测,它们当时可能正在沿着传统的迁徙路径往南飞,然后被大风刮到了海面上。为了不掉进水里,小红蛱蝶只能一直往前飞,直到看见陆地。
杰拉德推测这群小红蛱蝶大概飞了5至8天的时间(图为君主斑蝶)
图源:网络
昆虫学家认为,蝴蝶单次飞行的最大距离约为780千米,这群小红蛱蝶之所以能完成如此伟大的旅行,一来多亏了强劲的东风,二来恐怕要归功于生物强大的求生本能。
一群体重仅有1克,翼展大概5厘米,大脑只有针尖大小的生物,竟能战胜茫茫大洋,着实让人感到震撼。
蝴蝶可以飞过沧海,也许大自然还有更多的神奇等待着我们去发现
图源:wikipedia
当然,杰拉德团队创新性的追踪手段,也给科研圈带来启发,为监测昆虫迁徙打开了新思路。
转载自:把科学带回家