蝴蝶史詩般地飛越大西洋行程飛越4200公里令科學家驚嘆不已
科學家在世界上首次發現,小紅蛺蝶(Vanessa cardui)利用順風以及主動飛行和自動駕駛的策略,馬不停蹄地飛越了整個世界,行程至少達4200 公里(2,600 英里)。他們認為,這趟旅行耗時五到八天,可能是蝴蝶成年壽命的一半。
更重要的是,這些喜歡冒險的動物實際上可能會飛行更遠的距離–7000 公里(4350 英里)或更遠–從西歐到非洲,再到南美洲。這顛覆了我們對蝴蝶遷移和行為的認知。
這項研究的合著者、巴塞隆納進化生物學研究所的科學家埃里克-托羅-德爾加多(Eric Toro-Delgado)說:”蝴蝶只能採用主動飛行和迎風滑翔交替進行的策略來完成這次飛行,主動飛行耗費能量,迎風滑翔則耗費能量。
在遠離蝴蝶已知分佈區的南美洲大西洋沿岸法屬圭亞那發現成群的V. cardui 後,來自奧托瓦大學和西班牙進化生物學研究所的研究人員通過一套基因偵查工作,證實了這一令人驚嘆的洞察力,揭開了蝴蝶的秘密生活。
雖然該物種廣泛分佈於全球各地,但基因組分析證實,這些蝴蝶與非洲和歐洲的蝴蝶親緣關係密切,這意味著它們並不是從北美陸路南遷的。
隨後,對搭乘順風車的花粉粒進行分析後發現,它們源自於生長在非洲熱帶地區的兩種植物。由此,科學家可以追蹤到,這些蝴蝶在飛越海洋探險之前,已經從這些植物中汲取了大量花蜜。 雖然科學家可以確認2600英里的旅程,但他們認為蝴蝶的實際行程可能是這個距離的兩倍。
最後,研究人員利用蝴蝶的翅膀進行了氫和鍶同位素分析–基本上提供了這些動物起源地的”指紋”。將化學與生態學相結合,研究人員能夠將結果與合適的棲息地相匹配,並發現這些蝴蝶很可能來自遙遠的法國、愛爾蘭、英國或葡萄牙。
渥太華大學副教授克萊門特-巴蒂爾(Clément Bataille)說:”這是首次在遷徙昆蟲身上測試這種分子技術組合,包括同位素地理定位和花粉代謝編碼。研究結果很有希望,並可應用於許多其他遷徙昆蟲物種。
然而,遺傳學和化學分析只是研究的一部分。研究團隊隨後使用了2013 年10 月發現蝴蝶之前的風向軌跡歷史記錄。隨後,他們發現,有利的信風使得這次史詩般的跨大西洋旅行成為可能,這是對昆蟲遷徙行為的一個令人震驚的新認識。
「這項研究很好地證明了我們往往低估了昆蟲的傳播能力,」合著者、渥太華大學博士後梅根-萊希(Megan Reich)說。 “此外,我們也完全有可能低估了這類擴散事件的頻率及其對生態系的影響。”
對V. cardui來說,這次橫跨大西洋的飛行並不是一次兜風,它更像是一次難忘的旅行。該物種的成年壽命只有兩到四周,在此期間,它們將所有精力都投入繁殖。因此,這次旅行似乎是物種生存的重要策略。 貿易風記錄顯示,這次看似不可能的飛行確實可行貿易風記錄顯示,這次看似不可能的飛行確實可行Talavera et al/Nature Communications/CC By 4.0
他們的飛行路線利用了撒哈拉氣層,這是一種季節性大氣現象,在春末、夏初和秋初,乾燥、含塵的空氣會聚集在非洲沙漠上空。它穿過北大西洋,每隔三到五天就會在南美洲上空傾瀉顆粒物,並在此過程中為亞馬遜河施肥。現在科學家知道,這種塵埃雲還有助於像這些蝴蝶這樣的生物的飛行能力。
這項研究並不是要抹殺這些昆蟲長途旅行者的驚人壯舉,它還揭示了以前不為人知的遷徙空中走廊,以及由於氣候變化,這些空中走廊可能越來越多地被許多尋找最佳環境的物種用作無形的”超級高速公路”。它也挑戰了蝴蝶因翅膀脆弱而一般不喜歡強風環境的觀點。
共同第一作者、來自進化生物學研究所的傑拉德-塔拉韋拉(Gerard Talavera)說:”有必要促進對散佈昆蟲的系統監測,這有助於預測和減輕全球變化對生物多樣性造成的潛在風險。
最近,人們還發現蝴蝶也是數十億昆蟲中的一員,它們通過歐洲的一個狹窄山口向南遷徙,尋找該地區更溫暖的環境。
演化生物學研究所研究員羅傑-維拉(Roger Vila)補充說:「我們通常認為蝴蝶是美麗脆弱的象徵,但科學告訴我們,它們可以做出不可思議的壯舉。關於它們的能力,還有很多東西有待發現。
這項研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌。