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研究人员绘制了这只彩绘蝴蝶4200公里的跨大西洋飞行图,这是世界上第一次

本站发布时间:2024-06-30 00:46:13

2013年10月,中船重工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绘蝴蝶,这种蝴蝶在南美洲并不常见。这一不同寻常的发现促使一项国际研究调查这些蝴蝶的起源

巴塞罗那博特尼克研究所的Gerard Talavera、W·萨费尔植物研究所的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以及哈佛大学生物与进化生物学系的生物学教授Naomi Pierce共同领导的研究团队使用创新的多学科工具,开始了追踪这些神秘彩绘女士的旅程和起源的科学任务

2024年6月25日发表在《自然通讯》上的题为“彩绘蝴蝶的跨洋飞行超过4200公里”的文章介绍了蝴蝶的迁徙。

首先,研究团队重建了2013年10月这些蝴蝶抵达之前的风轨迹。他们发现了异常有利的风力条件,可以支持从西非穿越大西洋,这为这些人飞越整个海洋提供了可能性

在对这些蝴蝶的基因组进行测序并将其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基因亲缘关系更密切。这一结果消除了这些个体来自北美的可能性,从而强化了海洋旅行的假设

研究人员利用了下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,这表明蝴蝶在开始跨大西洋旅行之前会在非洲的花朵上结下蜜腺

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,可以作为出生地的“指纹”。将同位素与幼虫生长的栖息地适宜性模型相结合,揭示了西欧的潜在出生地,可能是法国、爱尔兰、英国或葡萄牙

Bataille博士说:“这是第一次在迁徙昆虫身上测试包括同位素地理定位和花粉代谢编码在内的分子技术的组合。结果非常有希望,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。”

在风的鼓舞下

研究人员通过分析旅程的能量消耗来评估跨大西洋飞行的可行性。他们预测,由于有利的风力条件,在海洋上空持续五到八天不间断的飞行是可行的

这篇文章的合著者之一Eric Toro Delgado说:“蝴蝶只能通过在积极飞行和滑翔之间交替的策略来完成这次飞行,积极飞行的能量消耗很高。我们估计,如果没有风,蝴蝶最多可以飞行780公里,然后消耗掉所有的脂肪,从而消耗掉它们的能量。”

研究人员强调撒哈拉空气层是分散的重要航路。众所周知,这些气流将大量撒哈拉沙漠的灰尘从非洲输送到美国,使亚马逊地区肥沃。这项研究现在表明,这些气流能够运输活的生物体

全球变化背景下迁徙的潜在影响这一发现表明,连接各大洲的自然空中走廊可能存在,这可能会在比以前想象的更大的范围内促进物种的扩散

“我认为这项研究很好地证明了我们在多大程度上低估了昆虫的传播能力。此外,渥太华大学博士后Megan Reich也参与了这项研究,她说,我们完全有可能低估了这些类型的传播事件的频率及其对生态系统的影响。”

该研究的首席研究员Gerard Talavera补充道,“纵观历史,迁徙现象在定义我们今天观察到的物种分布方面一直很重要。”

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和远距离传播事件的潜在增加。这可能对全世界的生物多样性和生态系统产生重大影响

Gerard Talavera总结道:“推广分散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的潜在风险。”

More information: Tomasz Suchan et al, A trans-oceanic flight of over 4,200 km by painted lady butterflies, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49079-2

Journal information: Nature Communications

Provided by University of Ottawa

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