研究人员首次绘制了红蛱蝶 4,200 公里跨大西洋飞行路线图

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2013 年 10 月，CSIC 巴塞罗那植物研究所的研究员 Gerard Talavera 在法属圭亚那的大西洋海滩上意外发现了彩蝶，这种蝴蝶在南美洲并不常见。这一不寻常的发现促使一项国际研究调查了这些蝴蝶的起源。
该研究团队采用创新的多学科工具，由巴塞罗那植物研究所的 Gerard Talavera、W. Szafer 植物研究所的 Tomasz Suchan 和渥太华大学地球与环境科学系副教授 Clément Bataille 共同领导，与渥太华大学生物系博士后研究员 Megan Reich、进化生物学研究所的科学家 Roger Vila 和 Eric Toro Delgado 以及哈佛大学有机体和进化生物学系生物学教授 Naomi Pierce 一起，开始了一项科学任务，追踪这些神秘的彩绘女士的旅程和起源。
2024 年 6 月 25 日，《自然通讯》杂志发表了一篇题为“彩蝶跨洋飞行 4,200 多公里”的文章，其中介绍了蝴蝶的迁徙。
首先，研究小组重建了 2013 年 10 月这些蝴蝶抵达之前的风向轨迹。他们发现当时的风况极其有利，可以支持它们从西非横跨大西洋飞行，这也意味着这些蝴蝶可能飞越了整个海洋。
在对这些个体的基因组进行测序并与全球种群进行比较分析后，研究人员发现这些蝴蝶与非洲和欧洲种群的遗传关系更密切。这一结果排除了这些个体来自北美的可能性，从而强化了海洋旅程的假设。
研究人员利用了新一代分子技术的独特组合。他们对这些蝴蝶携带的花粉粒的 DNA 进行了测序。他们发现了两种只生长在热带非洲的植物，这表明蝴蝶在跨大西洋飞行之前曾在非洲的花朵上采过花蜜。
他们分析了蝴蝶翅膀中的氢和锶同位素，这是一种化学信号，可作为蝴蝶出生地的“指纹”。结合同位素和幼虫生长栖息地适宜性模型，研究人员发现蝴蝶的出生地可能是西欧，可能是法国、爱尔兰、英国或葡萄牙。
Bataille 博士表示：“这是首次在迁徙昆虫身上测试包括同位素地理定位和花粉元条形码在内的分子技术组合。结果非常有希望，并且可以转移到许多其他迁徙昆虫物种。这项技术应该从根本上改变我们对昆虫迁徙的理解。”
“我们通常将蝴蝶视为脆弱之美的象征，但科学告诉我们，它们可以做出令人难以置信的壮举。它们的能力还有许多有待发现，”进化生物学研究所（CSIC-庞培法布拉大学）研究员、这项研究的共同作者罗杰·维拉说。
风回溯表明，红蛱蝶的飞行路线是越洋的。图片来源：《自然通讯》（2024 年）。DOI：10.1038/s41467-024-49079-2
风力强劲
研究人员通过分析旅途中的能量消耗来评估跨大西洋飞行的可行性。他们预测，由于风力条件有利，跨大西洋飞行是可行的，飞行时间持续 5 至 8 天，中途不间断。
“蝴蝶只能采用主动飞行（耗能大）和顺风飞行交替的策略才能完成这次飞行。我们估计，如果没有风，蝴蝶最多可以飞行 780 公里，然后才会消耗掉所有的脂肪，也就是能量，”本文的合著者之一 Eric Toro-Delgado 说。
研究人员强调撒哈拉空气层是重要的空中传播途径。众所周知，这些气流将大量撒哈拉沙尘从非洲输送到美洲，为亚马逊河流域提供养分。这项研究现在表明，这些气流能够运输生物体。
全球变化背景下移民的潜在影响
这一发现表明，连接各大洲的天然空中走廊可能存在，从而有可能以比以前想象的更大规模促进物种的扩散。
“我认为这项研究很好地证明了我们往往低估了昆虫的传播能力。此外，我们完全有可能也低估了这类传播事件的频率及其对生态系统的影响，”渥太华大学博士后研究员、这项研究的合著者梅根·赖希说。
该研究的首席研究员杰拉德·塔拉维拉补充道：“纵观历史，迁徙现象对于确定我们今天观察到的物种分布具有重要的意义。”
研究人员强调，由于全球变暖和气候模式的变化，我们可能会看到更显著的变化，长距离传播事件可能会增加。这可能会对全球生物多样性和生态系统产生重大影响。
杰拉德·塔拉维拉总结道：“推广对传播昆虫的系统监测程序至关重要，这有助于预测和减轻全球变化对生物多样性造成的潜在风险。”