人文科普:蝴蝶中的祝英臺,原來是男裝小姐姐!
來源:物種日歷
發(fā)布時(shí)間:2020-03-24
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一對黃黑相間的大蝴蝶飛到了山洞口,一會兒飛到東,一會兒飛到西,但兩只蝴蝶始終不分開。戚芳叫了起來:“梁山伯,祝英臺!梁山伯,祝英臺!”湘西一帶的人管這種彩色大蝴蝶叫“梁山伯,祝英臺”。這種蝴蝶定是雌雄一對,雙宿雙飛。

——金庸《連城訣》
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《梁山伯與祝英臺》其中梁?;傻牡鞘裁吹泻芏喾N說法,有說是絲帶鳳蝶(Papilio telamon)的,有說美鳳蝶(P. memnon)的,其中玉帶鳳蝶(P. polytes)是被最廣泛認(rèn)可的。
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梁?;氖鞘裁吹?/strong>

玉帶鳳蝶也許是中國最常見的鳳蝶了,在整個亞洲分布都很廣泛。被視為中國最著名情侶的化身,也許是因?yàn)橛駧P蝶在中國分布最廣泛,體型大容易被觀察到,而且我們常??梢砸姷接駧P蝶的求偶行為——雄蝶圍繞著雌蝶有節(jié)奏地張合雙翅,炫耀自己的身姿,追逐雌蝶,看起來就是兩只蝴蝶形影不離地在空中飛舞。但是中國古代傳說的弊病就是對于物種沒有詳細(xì)的、科學(xué)的描述,因而后續(xù)無法考證,所以我們并不能完全確認(rèn)梁祝化的蝶就是玉帶鳳蝶,傳說就當(dāng)個故事看吧。
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玉帶鳳蝶長著黑色的翅膀,雄蝶前翅外緣有一列白斑,后翅中央也有一列白斑,這就是“玉帶”的由來。雌蝶和雄蝶斑紋不一樣,也有很多變化,常見的類型是前翅沒有明顯的白斑,后翅的白斑周圍還有一些紅斑,這種類型是擬態(tài)有毒的紅珠鳳蝶(Pachliopta aristolochiae)。雄蝶不擬態(tài),雌蝶擬態(tài)有毒的蝶,就是為了盡可能地保證雌蝶生存,繁殖更多的后代。對于昆蟲和其他動物來說,繁殖就是一生中最重要的事。

玉帶鳳蝶幼蟲取食蕓香科各類植物的葉子,比如說我們熟悉的水果柚子、檸檬、柑、橘、橙子、黃皮(Clausena lansium),還有野生植物兩面針(Zanthoxylum nitidum)、飛龍掌血(Toddalia asiatica)、食茱萸(Z. ailanthoides)、簕(lè)欓(tǎnɡ)花椒(Z. avicennae)等等。成蟲喜歡訪花,吸食花蜜,尤其是橙色和紅色的花特別吸引玉帶鳳蝶。訪花時(shí)的玉帶鳳蝶翅膀一直在扇動,幾乎一刻不停,不過它們也會攤開雙翅停歇接近地面的灌木上曬太陽,在這種時(shí)候觀察它們就比較容易。
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蝶生和人生一樣艱難

和其他蝴蝶一樣,玉帶蝴蝶屬于完全變態(tài)的昆蟲,一生經(jīng)歷卵-幼蟲-蛹-成蟲四個階段。雌蝶通常將卵產(chǎn)在蕓香科柑橘屬植物葉子的背面。玉帶鳳蝶的卵是米黃色圓球形的,直徑只有1毫米左右。卵大概會在3~7天后孵化出幼蟲,剛孵化出來的幼蟲身體很小,顏色草綠中帶著黑,看起來其貌不揚(yáng)。

幼蟲取食蕓香科植物的葉子,慢慢蛻皮長大。它們差不多每2~9天蛻一次皮,再大點(diǎn)的時(shí)候就像一團(tuán)綠色摻著白色的鳥糞,這種形態(tài)在自然界就是很好的偽裝。在蛻第4次皮之后,它們變?yōu)榱?齡幼蟲,這時(shí)候就不會再長大了。

鳳蝶幼蟲的頭上都有一個臭角腺。如果你試著突然去碰碰幼蟲的頭部,它就會伸出兩條橘紅色的臭角,裝成一條小蛇的樣子恐嚇天敵,同時(shí)還會散發(fā)出一些氣味防御。這種氣味非但不臭,我覺得還有一股清香,這也許和它們的食物——柑橘屬植物的葉子有關(guān),這些葉子具有很多透明的腺點(diǎn),含有帶香味的揮發(fā)性油。如果有機(jī)會遇到,你可以親測一下。

5齡幼蟲在化蛹前會排出一堆糞便,然后趴在葉子上不吃不喝。玉帶鳳蝶幼蟲化蛹的時(shí)候會找一個固定點(diǎn),然后縮起身體,晃來晃去最終變成一個蛹。在綠葉間化的蛹,常常是草綠色的,在枯樹枝或者比較黯淡的環(huán)境,蛹則為灰褐色。隨著時(shí)間一天天過去,蛹的顏色也會慢慢變深,在蛹的內(nèi)部正在發(fā)生一系列劇烈的變化。
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網(wǎng)上曾經(jīng)流行一種說法,說蝴蝶幼蟲在化蛹時(shí)會變成一泡汁水在內(nèi)部重組,這種說法有點(diǎn)過于簡單粗暴了。實(shí)際上昆蟲化蛹是一個極其復(fù)雜的過程,化蛹的過程中會發(fā)生一些組織解離,解離后溶于血液的物質(zhì)多半成為組建新器官的營養(yǎng)物質(zhì)。但血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、氣管等重要結(jié)構(gòu)往往不經(jīng)過解離和徹底破壞,直接參與成蟲的組建。在蛹內(nèi)部有一些特定的細(xì)胞群叫做“器官芽”或者“成蟲盤”,會對應(yīng)發(fā)育成蝴蝶成蟲的一些身體結(jié)構(gòu)。蛹也并非只是一包液體加外皮的結(jié)構(gòu),所以不能簡單地理解為像終結(jié)者似的“液化”然后再分化出器官。

大約在8~17天后,玉帶鳳蝶就會從蛹中羽化出來,開始新的生命。羽化時(shí)蛹會從頭部裂開一條縫,成蟲從頭部開始鉆出來蛹?xì)ぁR婚_始它們的翅膀還是皺巴巴的,隨著血液的充滿慢慢展開變硬,待全部展開時(shí)就可以自由飛行了。不過,并不是每只蝴蝶都能順利羽化,也有羽化失敗的情況,比如說翅膀沒有完全打開或者有其他殘疾。

其實(shí)蟲生和人生一樣多艱,能熬到羽化這一步已算萬幸。在幼蟲階段,玉帶鳳蝶的幼蟲非常容易被寄生蜂或者寄蠅寄生。這些寄生蜂或者寄蠅會將自己的產(chǎn)卵管插到幼蟲體內(nèi),將自己的卵產(chǎn)在幼蟲的身體里。幼蟲一孵化就以幼蟲的體液為食,奪走幼蟲吸收的營養(yǎng),最后從幼蟲身體表面爬出來,化蛹后羽化飛走。有一次朋友說發(fā)現(xiàn)了玉帶鳳蝶幼蟲,抓來送給我飼養(yǎng)。結(jié)果養(yǎng)了幾天以后就爬出了寄蠅的蛆,那場面真是難以描述。
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安能辨我是雄雌

在前面,我們已經(jīng)說過了玉帶鳳蝶雌雄蝶翅膀的斑紋不一樣,雄蝶斑紋很固定,基本沒有變化。而雌性玉帶鳳蝶的翅膀有四種不同的斑紋,其中三種都是在擬態(tài)有毒的紅珠鳳蝶,另外一種和雄蝶類似,為非擬態(tài)圖案。所以我們有時(shí)候能看到圍繞著柑橘樹飛的玉帶鳳蝶,看起來是雄蝶,停下來在葉子上產(chǎn)卵時(shí),才發(fā)現(xiàn)是“男裝麗人”。

早在19世紀(jì)中葉,博物學(xué)家華萊士就在馬來群島發(fā)現(xiàn)了玉帶鳳蝶的雌蝶擬態(tài)現(xiàn)象,這一現(xiàn)象后來后來也成為了教科書上擬態(tài)的經(jīng)典案例。這些現(xiàn)象背后的作用機(jī)制是什么?是百年來科學(xué)家們想要搞清楚的問題。

從孟德爾時(shí)代開始,我們就知道,生物界形形色色的現(xiàn)象的背后,都有基因密碼在操控。在2014年,美國芝加哥大學(xué)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn),在玉帶鳳蝶的基因中存在一種雙性基因(doublesex,簡稱dsx),這種基因原本是決定昆蟲性別的,dsx基因一般都沒什么變化,但在玉帶鳳蝶中出現(xiàn)了高度的變異性。
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通過研究證實(shí),dsx基因的表達(dá)情況與翅膀圖案的形成完全相符。如果把dsx基因的信息順序顛倒過來表達(dá),雌蝶就會出現(xiàn)擬態(tài)斑紋,反之則不出現(xiàn)擬態(tài)斑紋(表現(xiàn)為雄蝶的斑紋)。dsx基因可以激活其他基因,產(chǎn)生更廣泛的影響,研究人員認(rèn)為dsx基因可能就是雌蝶翅膀斑紋多樣化的成因。這些研究也為我們了解其他蝴蝶雌性擬態(tài)基因的起源和演化,提供了重要的方向。

本文是物種日歷第6年第84篇文章,來自物種日歷作者@三蝶紀(jì)。

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