自带毒素、基因导航、四代接力!帝王蝶到底有多强?

说到蝴蝶,你脑海里是不是都是花丛里翩翩起舞、柔弱的小可爱?
今天的这只蝴蝶,会颠覆你对蝴蝶的认知——它是全世界飞得最远的蝴蝶。不靠老师、不靠父母、不靠经验,凭刻在基因里的本能,就能跨越五千公里山河,四代接力完成一场史诗级大迁徙。
它就是黑脉金斑蝶,我们在中国农业大学昆虫博物馆中就可以近距离欣赏它。

中国农业大学昆虫博物馆里展出的黑脉金斑蝶
图片来源:BRTV

自带buff,迁徙途中无惧天敌
在漫长的旅途中,黑脉金斑蝶会遭受鸟类等天敌的危害。那么,它们是怎么对付天敌的呢?
黑脉金斑蝶的体型较大,有着耀眼的橙红色翅,翅上有黑色翅脉,翅的外部为镶嵌着两圈白环的黑边,非常鲜艳。在动物界,黑色和红色搭配往往是一种警告色,告诉别人:我不是好惹的,我有毒,我不好吃,吃了我你会不好受!
它们的体内积累了足以上贪食者非常痛苦甚至死亡的毒素,但这种毒素不是成蝶自身生产的,也不是从它们所食的花蜜里摄取的,而是从幼虫所食的植物中摄取的。
黑脉金斑蝶的幼虫以一种名叫马利筋的植物为食,这种植物中含有能干扰心脏功能的化合物——强心苷,对大多数捕食者来说是有毒的。幼虫吃掉马利筋的叶片,植物中的毒素便留在了幼虫身体,随着幼虫食量增大,毒素越积越多,这些毒素通过幼虫化蛹、再由蛹羽化为成蝶,一步一步转移到成蝶身上。
鸟类吃了黑脉金斑蝶会有一系列不同程度的中毒反应,慢慢的,这种反应便与黑脉金斑蝶鲜艳的色彩相联系,只要看到这种红黑相间的色彩,鸟类就是自动远离它们,不敢再冒险。黑脉金斑蝶就是这么保护自己的。
那么,蝴蝶本身不会中毒吗?
不用担心!黑脉金斑蝶体内演化出了一种特殊的钠钾泵,使其能耐受强心苷的毒性,而不会中毒。

黑脉金斑蝶红黑搭配警戒色。
图片来源:杨红珍

没有导航、没有老师!基因自带导航系统
在迁飞之前,黑脉金斑蝶只是在很小的范围内活动,而生命中第一次离开故土,就是跨越万里的飞行!
没有谁会告诉它们行动路线,但它们却能准确无误的到达越冬地,而它们的后代也能准确无误的返回祖辈的出发地。
科学家研究发现,黑脉金斑蝶体内有两套导航系统——太阳和地球磁场,以保证它们不论在什么天气下都能保持正确的定向,完成数千公里的远途迁移。
晴天迁徙时,它们的复眼可以感知太阳相对于地平线的方位,总是与太阳方位角保持恒定的角度。这个恒定的角度是通过触角上的生物钟来进行校正的。科学家已经发现了它们身上控制生物钟的基因。此外,它们还具有地磁感应能力,在阴天没有太阳的情况下,它们便利用地球磁场来导航。
迁徙路线是刻在基因里的。
目前,科学家已经发现了控制黑脉金斑蝶迁徙的基因作用过程,也许在不久的将来就可以找到迁徙蝶和非迁徙蝶身体内部的差异!
作者:杨红珍 昆虫学博士,北京自然博物馆研究馆员
审核:刘颖 李培元 张超 杨柳
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