蝴蝶的洲際之旅，導航竟然靠它？

阿兔兔

一項新研究顯示，小紅蛺蝶每年在歐洲與非洲之間來回遷徙，其間兩度飛越撒哈拉沙漠，總里程最長達1.2萬公里。比著名的黑脈金斑蝶在北美洲與南美洲之間的遷徙距離還要長2000公里。

撒哈拉沙漠南北寬約1800公里，通常只有鳥類能夠跨越這片區域進行年度遷徙。研究顯示，小紅蛺蝶在歐洲與非洲之間遷徙的模式與候鳥遷徙相似。

小紅蛺蝶是蛺蝶科紅蛺蝶屬的一種美麗的蝴蝶，色彩鮮艷，花紋複雜。在世界多地十分常見，分布於除了南極洲以外的所有大陸。

動物長距離遷徙是自然界中一道壯麗的奇觀。天上飛的蝴蝶、鳥類，水裡游的鮭魚、海龜，它們為尋找新的食物來源、繁殖場所和棲息地而長途跋涉的能力令人類嘆為觀止、望塵莫及。

【Tips】遷徙距離最長的動物是北極燕鷗，在一年裡從北極飛往南極，又從南極返回北極，路途長達20000公里。想起那個冷笑話：北極熊千里迢迢來到南極找企鵝玩，結果敲開門企鵝表示太開心了不如我們去你家玩吧！

沒有指南針，沒有衛星導航系統，沒有勘測地圖，沒有雷達……從南極到北極、南美到北美、非洲到歐洲，長距離遷徙動物自帶導航能力——因為它們具有出色的辨別偏振光的能力和對磁場的敏銳感受力，還擅長在大自然中尋找各種可用於導航的線索，如太陽、星星和地標等。

蝴蝶的導航儀是觸鬚。科學家經過長期對北美帝王蝶（即開頭提到的著名的黑脈金斑蝶）的觀察研究發現，其觸鬚具有全球定位能力。

觸鬚里的生物鐘：太陽指南針

每年秋季，帝王蝶以太陽為指引，從北美飛到墨西哥中部的越冬地點。但太陽是一個移動的目標，位置是不斷變化的，所以生物學家曾推測，除了太陽，帝王蝶一定還依靠某種生物鐘來導航。既然是生物鐘，科學家們習慣性假定它存在於帝王蝶的大腦中。

遷徙中的北美帝王蝶

直到大約10年前，研究蝴蝶觸鬚感知氣味能力的研究人員在實驗中意外發現：當他們剪下蝴蝶的觸鬚，將蝴蝶放進飛行模擬器時，蝴蝶的飛行變得紊亂。失去觸鬚的蝴蝶仍然按直線飛行，但飛向不同的方向；有觸鬚的蝴蝶則全部飛向西南方。

同時，當研究這些失去觸鬚的蝴蝶的大腦分子變化時，發現其大腦的晝夜節律並沒有受到失去觸鬚的影響。實驗表明，蝴蝶沒有了觸鬚，就失去了利用太陽導航的能力，無法根據白天不同的時間調整方向。這種定時機制實際上存在於它們的觸鬚上，而非大腦里。

為了驗證這一發現，研究人員將一半蝴蝶的觸鬚漆成黑色阻擋陽光的吸收，另一半塗上明亮的顏色幫助吸收陽光。結果，塗有明亮顏色的帝王蝶繼續向南飛，觸鬚被漆成黑色的蝴蝶開始不斷地向北飛。它們的生物鐘被打亂了。

2009年，英國萊斯特大學生物學家查拉蘭伯斯-科夫在一篇研究評論里說，觸鬚的生物鐘就像一個獨立的全球定位系統，可以指引蝴蝶飛行。

光敏蛋白探測器：地球磁場指南針

不過，即使在嚴重陰沉的天氣，帝王蝶仍能正確導航飛行。這意味著，除太陽指南針外還存在別的導航線索。於是，研究人員嘗試將在帝王蝶中發現的兩個相關光感受器蛋白質與動物利用地球磁場導航的方法聯繫起來研究。

他們遺傳改造果蠅，使其缺失一個Cry1分子（Cry1是紫外光/藍光感受器，研究發現其參與了昆蟲光依賴性的磁感），然後將果蠅蛋白質Cry1的同系物蝴蝶蛋白質Cry1或蝴蝶蛋白質Cry2插入到缺失Cry1的果蠅中。他們發現，插入的兩種同系物都能夠恢復果蠅光依賴性的磁感，說明兩種蝴蝶Cry都具有感應磁場的分子性能。

當帝王蝶被放進一個被不同人造磁場環繞的飛行模擬器中，多數頭部朝向赤道方向；但當磁場傾斜角顛倒時，它們朝向北方飛行。研究證明，其光敏蛋白探測器能感知磁場，帝王蝶因此加入地球磁場導航物種大家庭，成為第一種利用地球磁場導航的遠距離遷移昆蟲。

帝王蝶

來源：科技日報

編輯：岳靚

審核：王小龍

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