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鳳蝶毛蟲的鬥争:生态與進化的哲學

鳳蝶毛蟲的鬥争:生态與進化的哲學

美麗的蝴蝶(左邊是金色蝴蝶,右上角是蝴蝶,右下是柑橘蝴蝶)

鳳凰蝴蝶(Papilionidae)是一種昆蟲比較美麗的蝴蝶,它們體型大,色彩鮮豔,身體美麗,獨特的斑紋讓它們在空中飛翔特别引人注目,是人們喜歡的一種蝴蝶。據統計,世界上有550多種蝴蝶,它的蹤迹幾乎遍布世界各地。如中國著名的梁竹忠描繪的美國鳳凰蝴蝶、橘子林常見的柑橘蝴蝶,以及西雙版納夏季金金蝴蝶,以及市場上經常用來做标本出售的許多大型蝴蝶大多屬于蝴蝶。

為什麼蝴蝶這麼漂亮?敢在如此危險的叢林生活中跳舞嗎?它是如何誕生的?這是由于蝴蝶對毒藥的優越使用,特别是幼蟲階段獨特的生存政策。我們今天談論的是蝴蝶的"毒術",以及它背後的秘密。

否 1.食物的毒害在體内,警告敵人

蝴蝶的美麗在于成蟲,但生存在于幼蟲階段。幼蟲階段由于持續時間長,爬行能力弱,相對脆弱。雖然蝴蝶幼蟲也被稱為"毛毛蟲",但大多是光滑無毛的家夥,而我們心目中的"毛毛蟲"長相不一緻,蝴蝶幼蟲不依靠有毒的毛發來保護自己,但還有其他高高在上的把戲。

蝴蝶的幼蟲在食物上是獨一無二的,它的宿主多為茴香、馬鈴、樟腦和傘形花卉植物,如柑橘類蝴蝶幼蟲喜歡吃橙子和胡椒葉,金蝴蝶喜歡吃麝香,金蝴蝶喜歡吃馬鈴等。通過這些獨特的食物,幼蟲獲得奇怪的味道或毒素,以增強對捕食者的防禦能力。

一些比較"傲慢"、毒素強的毛毛蟲,因為食物獲得了強體毒藥,是以也抛棄了隐性的生活方式。他們不再躲藏,而是公然吃樹葉表面,"警告"他們的對手,說"老錢有毒,你最好不要挑釁老錢!"從科學上講,它被稱為僞神論,這是一種以馬鈴為食的蝴蝶。

鳳蝶毛蟲的鬥争:生态與進化的哲學

Papilio noblei是Panna茴香蝴蝶的幼蟲,聚集在葉子的前面,看起來相當可怕(攝影:Liu Jingxin)

不可以。一條頭上長着一條小蛇

蝴蝶幼蟲的另一個衆所周知的特征是飛蛾或僞裝,可以僞裝成蛇或鳥的糞便,例如柑橘蝴蝶,當它出生時,看起來像一隻鳥。随着年齡的增長,它不僅有蛇一樣的假眼,脖子上還有一對腺體,在危險中突然開始噴出"蛇字",并釋放出奇怪的味道來恐吓對手。

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蝴蝶Papilio lowis的幼蟲是童年的蟒蛇(Pinterest圖)

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柑橘蝴蝶幼蟲在遇到危險時會擠出腺體,就像蛇吐出字母一樣(圖檔來自網際網路)

否 3.多變的蠕蟲,多變的政策

除了毒蛇、臭蛇、假眼蛇、蛇蟄蛇外,蝴蝶的幼蟲也有多種自我保護政策。以橙子或胡椒樹中最常見的柑橘蝴蝶為例。

柑橘蝴蝶幼蟲身體變化,剛出生前四個階段,體色黑、黃、白,形成鳥糞等形式,通過模拟鳥糞來減少對鳥類等天敵的攻擊;一旦你遇到一個對手,你會點燃你的武器,假裝成一條蛇,吐出毒氣來吓跑你的對手。可謂是善變的自然之主。

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所有年齡段柑橘蝴蝶的幼蟲形式:A。剛剛孵化以取蛋殼的幼蟲;兩歲的幼蟲,有臭角;三歲幼蟲;四歲幼蟲;五歲幼蟲,有對角;F,G.五歲幼蟲;H.剛剛脫落皮膚(上圖)的五歲幼蟲,變老并煮熟(下圖)。(圖檔來源:宜蘭大學生物資源學報)

否 4.蝴蝶一生的奮鬥史

通過以上的故事,我們對蝴蝶幼蟲階段的毒藥政策有了一個大緻的了解,那麼整個蝴蝶的一生如何實作萬無一失的自我保險政策呢?這些戰略是如何演變和演變的?這就是本文想要告訴您的重點和傳達的内容。

以上一些關于蝴蝶防禦的基本知識很容易了解。然而,蝴蝶是完全的昆蟲,在它們的生命中經曆了四個完全不同的生命階段,卵,幼蟲,幼蟲和成蟲。在幼蟲階段,脫落皮膚需要很多皮,有的高達七八歲,生活史相當複雜。在下圖中,蝴蝶,它的一生的形狀和顔色都變了,比魔術師也是魔術師。

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Papilio Zelicaon的生活史(卵,新生兒,L1,L2,L3,L4,L5代,産前,蜻蜓,雄性成蟲,尾巴,産卵)

在這裡,我們提出了一個有趣的科學問題:蝴蝶進化的每個階段的進化關系是否一緻?大自然使用什麼代碼和秘密來控制它們的發展和演變?

現代科學,或者說生态學、自然史,已經進入了一個非常複雜的階段,而這個問題是最常見的科學問題之一。隻有具備相當的背景,我們才能了解科學家今天在研究和思考什麼。蝴蝶昆蟲從毛毛蟲到蝴蝶的生活史的演變是一個複雜的發育過程嗎?這些問題往往難以了解、抽象和互相關聯,隻有當它們具有公平的基礎知識時才容易了解。現代科學與大衆知識的巨大差距,就是現在科普與自然教育的巨大差距。然而,一旦進入這種進化的了解思維,對自然的了解就會進入一個新的世界,非常令人興奮。坦率地說,讓我們談談毛毛蟲在生活中防禦政策的變幻莫測。

在上一篇文章中,我們描述了蝴蝶毛蟲使用的三種常用防禦政策:僞裝,隐藏和警惕(假面舞會,哭泣和僞裝)。印度科學家使用來自64種蝴蝶幼蟲和相關宿主的資料,對不同蝴蝶物種如何選擇防禦政策進行了有趣的分析。

研究發現,在第一階段,毛毛蟲是警覺的(橙紅色),隐蔽的(綠色),僞裝的(藍色),就系統樹而言,僞裝和隐藏的顔色是從警告顔色演變而來的。(如下圖所示)

鳳蝶毛蟲的鬥争:生态與進化的哲學

幼小的毛毛蟲系統與其防禦政策之間的關系不同(橙色表示警戒,綠色表示隐藏,藍色表示僞裝)

在第二階段,随着毛毛蟲年齡的增長,它們的運動能力增加,豐滿多汁的毛毛蟲的顔色和形狀發生變化,在某些情況下甚至急劇變化。這種類型的蝴蝶在下圖的右上角,很多逐漸從僞裝變為隐藏顔色,選擇隐藏自己的低調生活。從最後一個幼蟲的系統樹中,僞裝可以進化成隐藏的顔色。(如下圖所示)

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不同的末期(長大成人)毛毛蟲系統關系及其防禦政策(橙色表示警覺,綠色表示隐藏,藍色表示僞裝)

在第三階段,當毛毛蟲儲存了足夠的能量來化學化毛毛蟲時,毛毛蟲幾乎失去了進食和移動的能力,這一次神奇的事情發生了。幾乎所有的飛蛾都脫掉了飛蛾的傲慢(鮮豔的護衛顔色),變成了隐藏在樹葉中的低調隐藏的綠色,以避免被捕食者發現。結合上方和下方的系統樹,我們知道在從毛毛蟲到飛蛾的發育過程中,警告顔色已經演變成隐藏的顔色。

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不同蝴蝶系統及其防禦政策之間的關系(綠色是隐藏的顔色)

為什麼蝴蝶幼蟲從出生到成長到變成蝴蝶時改變它們的防禦政策?

印度科學家分析了末期毛毛蟲的防禦性顔色,發現原來末期毛毛蟲的顔色與食物的毒性和背景顔色有關。成年毛毛蟲如果以稀疏的有毒植物為食,往往會保持警惕,當它們以密集,無毒的植物為食時,它們會隐藏和看到,并且在整個進化過程中,表現出"隐藏和僞裝"與"警惕"之間的過渡曆史過程。

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不同臨終毛蟲防禦政策與植物毒性的系統關系及背景色(内點代表食物資源:黃色是有毒稀疏植物,黑色是緻密無毒植物)(外圍點表示報廢毛蟲防禦政策:橙色是警覺的,綠色是隐藏的,藍色是僞裝的)(字型顔色表示植物分布:紫色是溫帶植物, 藍色是熱帶植物,黑色是溫帶和熱帶植物分布)

蝴蝶鬥争的哲學

上面對這種毛毛蟲防禦政策的生态和進化過程的全面描述,就像道教徒所說的"陰陽"變化一樣。

當植物産生猛烈的毒素時,它們會降低葉子的含量,形成稀疏有毒的生态環境;這兩種環境是蝴蝶幼蟲的兩種不同選擇。

在孵化開始時,蝴蝶幼蟲有多種政策,可以選擇隐蔽,僞裝和警惕。在運動能力較弱的時候,選擇警告顔色是一種明智的政策。而蝴蝶幼蟲和這類植物為食,會選擇富集毒素,以更好的視力提醒鳥類和其他天敵;

鳳蝶毛蟲的鬥争:生态與進化的哲學

蝴蝶生态與進化的相關性像陰陽系統一樣循環(橙色是警覺的,綠色是隐藏的,藍色是僞裝的)

随着毛毛蟲年齡的增長,它的運動能力大大增強,這個時候它也長成了肥肉,要麼選擇繼續加強警覺能力,要麼通過食物來豐富更多的毒素,增強恐吓能力;

當毛毛蟲變成飛蛾時,它們幾乎失去了移動以避開敵人的能力。此時,隐藏在茂密的樹木中,一動不動,聽話,方正為最佳政策。

蝴蝶的發育、環境适應和進化就像兩股力量,在這個複雜的生态網絡中,形成了一種動态的進化模式,如"陰陽兩股力量",統一、對立、互換,形成自然法則:陶生一、生命二、生命三、三物。

資料來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園

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