人文科普:蝴蝶中的祝英台,原来是男装小姐姐!
来源:物种日历
发布时间:2020-03-24
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一对黄黑相间的大蝴蝶飞到了山洞口,一会儿飞到东,一会儿飞到西,但两只蝴蝶始终不分开。戚芳叫了起来:“梁山伯,祝英台!梁山伯,祝英台!”湘西一带的人管这种彩色大蝴蝶叫“梁山伯,祝英台”。这种蝴蝶定是雌雄一对,双宿双飞。

——金庸《连城诀》
 

《梁山伯与祝英台》其中梁祝化成的蝶是什么蝶,有很多种说法,有说是丝带凤蝶(Papilio telamon)的,有说美凤蝶(P. memnon)的,其中玉带凤蝶(P. polytes)是被最广泛认可的。
 

梁祝化的是什么蝶

玉带凤蝶也许是中国最常见的凤蝶了,在整个亚洲分布都很广泛。被视为中国最著名情侣的化身,也许是因为玉带凤蝶在中国分布最广泛,体型大容易被观察到,而且我们常常可以见到玉带凤蝶的求偶行为——雄蝶围绕着雌蝶有节奏地张合双翅,炫耀自己的身姿,追逐雌蝶,看起来就是两只蝴蝶形影不离地在空中飞舞。但是中国古代传说的弊病就是对于物种没有详细的、科学的描述,因而后续无法考证,所以我们并不能完全确认梁祝化的蝶就是玉带凤蝶,传说就当个故事看吧。
 

玉带凤蝶长着黑色的翅膀,雄蝶前翅外缘有一列白斑,后翅中央也有一列白斑,这就是“玉带”的由来。雌蝶和雄蝶斑纹不一样,也有很多变化,常见的类型是前翅没有明显的白斑,后翅的白斑周围还有一些红斑,这种类型是拟态有毒的红珠凤蝶(Pachliopta aristolochiae)。雄蝶不拟态,雌蝶拟态有毒的蝶,就是为了尽可能地保证雌蝶生存,繁殖更多的后代。对于昆虫和其他动物来说,繁殖就是一生中最重要的事。

玉带凤蝶幼虫取食芸香科各类植物的叶子,比如说我们熟悉的水果柚子、柠檬、柑、橘、橙子、黄皮(Clausena lansium),还有野生植物两面针(Zanthoxylum nitidum)、飞龙掌血(Toddalia asiatica)、食茱萸(Z. ailanthoides)、簕(lè)欓(tǎnɡ)花椒(Z. avicennae)等等。成虫喜欢访花,吸食花蜜,尤其是橙色和红色的花特别吸引玉带凤蝶。访花时的玉带凤蝶翅膀一直在扇动,几乎一刻不停,不过它们也会摊开双翅停歇接近地面的灌木上晒太阳,在这种时候观察它们就比较容易。
 

蝶生和人生一样艰难

和其他蝴蝶一样,玉带蝴蝶属于完全变态的昆虫,一生经历卵-幼虫-蛹-成虫四个阶段。雌蝶通常将卵产在芸香科柑橘属植物叶子的背面。玉带凤蝶的卵是米黄色圆球形的,直径只有1毫米左右。卵大概会在3~7天后孵化出幼虫,刚孵化出来的幼虫身体很小,颜色草绿中带着黑,看起来其貌不扬。

幼虫取食芸香科植物的叶子,慢慢蜕皮长大。它们差不多每2~9天蜕一次皮,再大点的时候就像一团绿色掺着白色的鸟粪,这种形态在自然界就是很好的伪装。在蜕第4次皮之后,它们变为了5龄幼虫,这时候就不会再长大了。

凤蝶幼虫的头上都有一个臭角腺。如果你试着突然去碰碰幼虫的头部,它就会伸出两条橘红色的臭角,装成一条小蛇的样子恐吓天敌,同时还会散发出一些气味防御。这种气味非但不臭,我觉得还有一股清香,这也许和它们的食物——柑橘属植物的叶子有关,这些叶子具有很多透明的腺点,含有带香味的挥发性油。如果有机会遇到,你可以亲测一下。

5龄幼虫在化蛹前会排出一堆粪便,然后趴在叶子上不吃不喝。玉带凤蝶幼虫化蛹的时候会找一个固定点,然后缩起身体,晃来晃去最终变成一个蛹。在绿叶间化的蛹,常常是草绿色的,在枯树枝或者比较黯淡的环境,蛹则为灰褐色。随着时间一天天过去,蛹的颜色也会慢慢变深,在蛹的内部正在发生一系列剧烈的变化。
 

网上曾经流行一种说法,说蝴蝶幼虫在化蛹时会变成一泡汁水在内部重组,这种说法有点过于简单粗暴了。实际上昆虫化蛹是一个极其复杂的过程,化蛹的过程中会发生一些组织解离,解离后溶于血液的物质多半成为组建新器官的营养物质。但血管、中枢神经系统、气管等重要结构往往不经过解离和彻底破坏,直接参与成虫的组建。在蛹内部有一些特定的细胞群叫做“器官芽”或者“成虫盘”,会对应发育成蝴蝶成虫的一些身体结构。蛹也并非只是一包液体加外皮的结构,所以不能简单地理解为像终结者似的“液化”然后再分化出器官。

大约在8~17天后,玉带凤蝶就会从蛹中羽化出来,开始新的生命。羽化时蛹会从头部裂开一条缝,成虫从头部开始钻出来蛹壳。一开始它们的翅膀还是皱巴巴的,随着血液的充满慢慢展开变硬,待全部展开时就可以自由飞行了。不过,并不是每只蝴蝶都能顺利羽化,也有羽化失败的情况,比如说翅膀没有完全打开或者有其他残疾。

其实虫生和人生一样多艰,能熬到羽化这一步已算万幸。在幼虫阶段,玉带凤蝶的幼虫非常容易被寄生蜂或者寄蝇寄生。这些寄生蜂或者寄蝇会将自己的产卵管插到幼虫体内,将自己的卵产在幼虫的身体里。幼虫一孵化就以幼虫的体液为食,夺走幼虫吸收的营养,最后从幼虫身体表面爬出来,化蛹后羽化飞走。有一次朋友说发现了玉带凤蝶幼虫,抓来送给我饲养。结果养了几天以后就爬出了寄蝇的蛆,那场面真是难以描述。
 

安能辨我是雄雌

在前面,我们已经说过了玉带凤蝶雌雄蝶翅膀的斑纹不一样,雄蝶斑纹很固定,基本没有变化。而雌性玉带凤蝶的翅膀有四种不同的斑纹,其中三种都是在拟态有毒的红珠凤蝶,另外一种和雄蝶类似,为非拟态图案。所以我们有时候能看到围绕着柑橘树飞的玉带凤蝶,看起来是雄蝶,停下来在叶子上产卵时,才发现是“男装丽人”。

早在19世纪中叶,博物学家华莱士就在马来群岛发现了玉带凤蝶的雌蝶拟态现象,这一现象后来后来也成为了教科书上拟态的经典案例。这些现象背后的作用机制是什么?是百年来科学家们想要搞清楚的问题。

从孟德尔时代开始,我们就知道,生物界形形色色的现象的背后,都有基因密码在操控。在2014年,美国芝加哥大学的科学家们通过研究发现,在玉带凤蝶的基因中存在一种双性基因(doublesex,简称dsx),这种基因原本是决定昆虫性别的,dsx基因一般都没什么变化,但在玉带凤蝶中出现了高度的变异性。
 

通过研究证实,dsx基因的表达情况与翅膀图案的形成完全相符。如果把dsx基因的信息顺序颠倒过来表达,雌蝶就会出现拟态斑纹,反之则不出现拟态斑纹(表现为雄蝶的斑纹)。dsx基因可以激活其他基因,产生更广泛的影响,研究人员认为dsx基因可能就是雌蝶翅膀斑纹多样化的成因。这些研究也为我们了解其他蝴蝶雌性拟态基因的起源和演化,提供了重要的方向。

本文是物种日历第6年第84篇文章,来自物种日历作者@三蝶纪。

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