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只靠翅膀,这种小蝴蝶居然飞越了大西洋

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地球是一个奇迹
物种|非洲
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小红蛱蝶(Vanessa cardui,正栖息在非洲贝宁的灌木上)因飞越数千公里从欧洲前往非洲而闻名。现在,研究人员终于了解到为什么它们有时也会在南美现身。| GERARD TALAVERA
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大约十年前的一个秋天,杰拉德·塔拉韦拉(Gerard Talavera)在法属圭亚那的一处海滩上巡逻了好几天,想找到他所说的“不可能的奇迹”,即一只小红蛱蝶。
小红蛱蝶拥有虎纹般的色彩,在欧洲、非洲、亚洲、北美甚至澳大利亚都很常见。但它们不是南美洲本地物种。
尽管如此,时不时仍有人说在那儿看见了它们。

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来自欧洲的小红蛱蝶向南飞行数千公里,抵达热带非洲部分区域,例如乍得的盖拉山脉(Guera Mountains),然后在那里过冬。| GERARD TALAVERA
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“那是我在那儿的最后一天。突然之间,我看到什么东西跃入了阳光里。”国家地理学会探险家、西班牙巴塞罗那植物研究所昆虫学家、进化生物学家塔拉韦拉说。

“我简直不能相信,但那确实是一只小红蛱蝶。”

有趣的是,它不是孤身前来的——就在塔拉韦拉拿出捕网以后,他看到了另外九只小红蛱蝶,每只都挥着破破烂烂的翅膀,在海滩上翻飞。

这些身长5厘米、外表纤巧美丽的昆虫是怎么离开已知迁徙路线、远抵故乡数千公里外的海岸的呢?

十多年后的今天,塔拉韦拉与团队似乎终于解开了这个谜团。

科学家们结合风向、花粉样本、基因组及更多信息进行了首创性分析,认为这些蝴蝶首先在欧洲西部孵化,到达非洲西部以后再次出发——这意味着它们在不到一个月的时间里总共飞了大约6900公里,创造了所有昆虫个体不间断飞行的最长里程记录之一。

塔拉韦拉说,这同时还将是首例经核实的昆虫个体飞越大西洋的记录。

而所有一切让人不禁想到:还有多少其他昆虫可能也在进行相似的旅行,只是我们尚未察觉?

这项研究6月25日在线发表于《自然-通讯》(Nature Communications)杂志,研究的主要作者塔拉韦拉说:“我们可能忽略了远距离迁徙领域正在发生的一些故事。”

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在肯尼亚,一只小红蛱蝶幼虫在树叶上做了一个丝制庇护所,保护自己免遭掠食者威胁。| GERARD TALAVERA

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在贝宁,一只不久前才破茧而出的小红蛱蝶正栖息在树叶上。| ROGER VILA
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侦探工作
此前的研究显示,小红蛱蝶在无风天气不间断飞行的最大里程大约是804公里。然而,在分析那次海滩偶遇之前数日的风向时,塔拉韦拉发现,那些小红蛱蝶们可能是从非洲乘风渡过大西洋。
但要完成这件事,它们必须在挥动翅膀和乘风翱翔之间来回切换——这种行为也发生在其他迁徙的蝴蝶(例如帝王蝶)身上,不过小红蛱蝶从未有过相关记录。
“这构成了证据,但还不足以证明。”塔拉韦拉说。

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昆虫学家杰拉德·塔拉韦拉与生物化学家罗杰·维拉(Roger Vila,照片中,他正在肯尼亚的田野里工作)曾对小红蛱蝶往返欧非之间的迁徙进行了追踪。| GERARD TALAVERA

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基因组学分析看起来是合理的下一步。在考察了来自北美洲、欧洲和非洲的小红蛱蝶DNA样本后,科学家排除了北美洲——这个距离法属圭亚那最近的地点——作为源种群来源地的可能。

为了获取更多证据,科学家从粘在蝴蝶翅膀上的花粉粒中分离出了DNA,由此确认它们到达南美之前都拜访过哪些植物。所找到的十几种植物大多分布范围较广,因此结果作用不大。

不过,有两种植物——分别是塞内加尔回元茶(Guiera senegalensis)和圣刺枣(Ziziphus spina-christi)——只在西非雨季快结束时开花。换句话说,要找的证明就在花粉中。

研究没有就此止步。接下来,团队成员们评估了出现在南美小红蛱蝶翅膀中的氢和锶元素的同位素(即元素的不同形式),结果证实,这些蝴蝶差不多都出生于同一片地方。

团队利用全部同位素信息建立了适于这种昆虫栖息的生态系统模型,结果指向英国、爱尔兰、法国、葡萄牙、马里、塞内加尔和几内亚比绍。

把全部发现拼在一起,科学家得出了确定性很高的结论:这些小红蛱蝶在欧洲西部孵化,然后来到西非。接着,它们顺风而行,花了5—8天的时间飞过了大西洋,最终降落在南美洲的海岸上。

也正是在那里,塔拉韦拉找到了它们。

“所有这些技术的结合起到了真正的帮助,让我们获得了前所未有的进展。”他说。

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一只小红蛱蝶向着太阳张开了翅膀。| ROGER VILA

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一项“非常优雅”的研究
美国自然历史博物馆馆长、无脊椎动物部门主任杰西卡·瓦尔(Jessica Ware)说:“我认为这篇论文非常优雅,(从中)可以看到整个故事。”
瓦尔研究黄蜻,这种昆虫定期迁飞于印度与东非之间,途中穿过印度洋,飞行距离在5900公里左右。
“对绝大多数昆虫而言,海水意味着死亡,对吗?”未参与新研究的瓦尔说,“因此,若能或多或少展现出一些它们实际上进行迁徙的证据,总是非常有趣的。”
最让瓦尔感到惊艳的是塔拉韦拉与同事对于花粉的分析,她认为,这一部分又引出了更多问题——要是昆虫和花粉能跨越大西洋,那么植物也有可能在距离原本生长地非常遥远的地方为自己传粉。
“我有点惊讶地发现,在对这种十分基础的行为的了解上,我们好像还处在学步阶段,仍在提出这样的问题——‘生命会跨越海洋迁徙,是或不是?’”瓦尔说。
“今年是2024年,而我们还能获得这样的发现,这非常鼓舞人心。”

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肯尼亚山国家公园(Mount Kenya National Park,如图)等在高地区域是已知的小红蛱蝶冬季繁殖地。| GERARD TALAVERA
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国家地理学会承诺照亮和保护我们世界的奇迹,为学会探险家杰拉德·塔拉韦拉的工作提供了资助。

撰文:Jason Bittel
编译:绿酒
编辑:框舅
版式设计:零周
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