零距離科學:小紅蛺蝶——遷徙路途最遙遠的昆蟲

零距離科學:小紅蛺蝶——遷徙路途最遙遠的昆蟲
我們想讓你知道的是

小紅蛺蝶數千公里的「大長征」,以路程計算,不止在昆蟲界,在整個動物界也算是數一數二。

文:馬學綸(香港中文大學微生物學系博士)
圖:香港電台

追逐宜居帶——小紅蛺蝶的跨大洲遷徙

由於地球自轉軸的傾斜,地球上大部份地方在一年中氣溫和日照時間都會有長有短,四季交替有時,花開花落有時,生物的演化也跟隨著大自然的步伐,不利時隱匿,有利時繁衍,甚至發展出遠距離遷移的能力,追著「好日子」跑。(全球極端天氣不只是影響人類這單一物種的生活,而是影響著整個地球的物種。)

由冬眠到南飛——各種生物的奇妙過冬方法

在四季分明的地方,有些動物會演化出冬眠的習慣,例如恆溫動物中的大灰熊會在入冬時休眠,體溫降低,新陳代謝減慢,還會產生保護心臟和肝臟等重要器官的蛋白質,但睡眠深度則不是數個月都一樣,冬眠中也可能會短暫醒過來。

變溫動物中的蛇、蛙等也會冬眠,變溫動物平日也要在陽光下溫暖身體才能活動,冬天更不用說了,也只有找個隱蔽的地方冬眠。有些蛙類甚至會讓身體結冰,新陳代謝近乎歸零,像塊石頭一樣過冬。蛇類進入冬眠前也會盡力吃東西,儲備能量,以捱過不能進食的冬天,所以就出現了「秋風起,三蛇肥」的說法,大家也就不會在春夏時節吃蛇羹了。

在原地待不過冬的,如鳥類和細小的昆蟲,則要「舉家搬遷」過冬。在香港大家最熟悉的,會「冬去春來」的鳥類相信就是燕子,在舊區樓房的外牆常見到燕子巢。香港的米埔自然保護區,也是各種候鳥在每年遷移的路上短暫休憩的地方,研究各種候鳥在米埔出現的時間和數目,可以的得到關於鳥類大遷徙的重要資料。

說到昆蟲的遷徙,主要是指會飛的昆蟲,如蝴蝶、蜻蜓等的飄洋過海。相對於有固定的巢穴,一直住在合適環境的昆蟲,如螞蟻、蜜蜂,要遷徙的昆蟲會一直變換淒息地,以「停留」在適合生存的環境。除了溫度和日照時間,還有雨量、風向等因素的改變會影響昆蟲何時起行,也會和環境中有沒有對牠們不利的生物有關,就像遍布幾乎各大洲的小紅蛺蝶(Vanessa cardui,又稱The Painted Lady Butterfly),促使牠們遷徙的原因是一種小型黃蜂。

塗上油彩的淑女——小紅蛺蝶的旅程

小紅蛺蝶是一種遍佈很廣泛的昆蟲,牠們的宜居帶在溫帶地區,所以除了和與其他大洲距離較遠的南極洲,和主要時是熱帶地區的南美洲,在其他大洲,由非洲東北部到北極圈,都可以找到牠們。

這種蝴蝶每年春天四月的時候,都從在摩洛哥南部的棲息地出發,跨過地中海,到達歐洲,再繼續北上,部份可以到達北極圈。這數千公里的「大長征」,以路程計算,不止在昆蟲界,在整個動物界也算是數一數二。

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小紅蛺蝶的遷徙由非洲東北部的摩洛哥開始,飛越地中海,第一個中途站是歐洲南部的西班牙。

科學家從小紅蛺蝶的遷徙過程得到很多新知識,例如,令動物開始遷徙的原因,常見是氣溫、雨量、日照時間等改變,而小紅蛺蝶的原因是被一種小型寄生性黃蜂侵襲。這種黃蜂會在小紅蛺蝶的幼蟲產卵,之後破其而出,當幼蟲折損了約50%,就會有小紅蛺蝶開始離開淒息地。

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有別於一般所知如氣溫或雨量改變等因素,小紅蛺蝶是在約50%的幼蟲被小型寄生性黃蜂侵襲時開始旅程。

跟一般認知不同,不是每個小紅蛺蝶個體都會「選擇」向北方遷徙,有些個體會在原地交配產卵,也有個體會在進食花蜜補充能量後開始旅程,不論是生育下一代還是長征,都要投資所有資源,產完卵的蝴蝶不能再長征,而踏上旅途的蝴蝶也只能在到達「中途站」才有機會交配。

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小紅蛺蝶的遷徙路程可達數千公里,需要在起前盡量進食花蜜儲備能量。

「選擇」起程的小紅蛺蝶會離開非洲,越過地中海,先頭部隊在三天後就能到達歐洲南部的西班牙,牠們的翅膀大多已破損,到埗後會先進食花蜜補充能量,然後找對象交配,而這一代的蝴蝶的生命就會在這裡完結。

和大眾所認識的不同,有別於候鳥或其他動物每年一圈的遷徙,昆蟲的遷徙大多是「多代性」,即一代的昆蟲生命不能完整旅程,要在「中途站」交替,由新一代的成員接棒。新一代的小紅蛺蝶會繼續向北飛,有些會在瑞典落腳,有些會到達北極圈,而往回飛的遷徙則很少被記錄到。

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科學家利用雷達探測在空中飛行的小紅蛺蝶,發現牠們的飛行高度可達離地面一公里。

小紅蛺蝶的翅膀完全打開只有5至7厘米闊,重量只有0.25克,如果大家想知道這些看上去脆弱的小生命如何捱過千里長征,科學家又以甚麼方法追蹤牠們,請留意今集《零距離科學》,跟著小紅蛺蝶大遷徙。

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科學家把線連上小紅蛺蝶,放進風箱,注入煙霧,發現牠們拍翼的幅度很大,能產生一定升力。

《零距離科學》(節目網站)集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於6月19日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex