美味的佛羅里達(dá)蝴蝶變酸了

總督蝴蝶是模仿品，模仿它的橙色和黑色。在女王蝴蝶之后，一個(gè)味道如此惡心的食肉動(dòng)物學(xué)會(huì)了不吃它或任何看起來(lái)像它的東西，包括州長(zhǎng)。模擬器對(duì)模型的明顯依賴讓生物學(xué)家懷疑這兩個(gè)物種的命運(yùn)是否永遠(yuǎn)交織在一起。如果是，模仿和模型分開(kāi)會(huì)怎樣？

由亞利桑那大學(xué)農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院助理教授凱蒂普魯?shù)掀骖I(lǐng)導(dǎo)的最近一項(xiàng)發(fā)表在《交流生物學(xué)雜志》上的研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的答案。生活在佛羅里達(dá)北部的州長(zhǎng)蝴蝶，遠(yuǎn)離南方的女王蝴蝶，不僅比自己南方的親戚富有，還會(huì)產(chǎn)生自己的惡臭。

“在經(jīng)典模仿理論中，我們不會(huì)預(yù)測(cè)蝴蝶總督是否能留在佛羅里達(dá)北部。它應(yīng)該僅限于女王居住的佛羅里達(dá)州南部，”普魯?shù)险f(shuō)。

被稱為貝琪模仿的經(jīng)典理論認(rèn)為，一種被稱為模仿的動(dòng)物看起來(lái)像另一種動(dòng)物——食肉動(dòng)物認(rèn)為這種模型“不好吃”。試圖咀嚼模型物種的不愉快經(jīng)歷說(shuō)服了捕食者避開(kāi)這兩個(gè)物種，因?yàn)樗鼈儾荒芸煽康胤直娉鏊鼈冎g的區(qū)別。

如果蝴蝶效仿貝齊，生活在捕食者從未遇到過(guò)令人不快的蟻后的地區(qū)的州長(zhǎng)們就不會(huì)認(rèn)為蝴蝶的橙色很可怕；它看起來(lái)像一種美味又容易找到的小吃，捕食者會(huì)選擇州長(zhǎng)。

然而，普魯?shù)系难芯堪l(fā)現(xiàn)，總督在找不到女王的地方茁壯成長(zhǎng)，因?yàn)樗呀?jīng)進(jìn)化出品嘗壞東西的能力。

“你吃過(guò)阿司匹林嗎？”普魯?shù)险f(shuō)?！八粫?huì)殺死你，但你可能想死，因?yàn)樗鼤?huì)非常非常不愉快?！?

普魯?shù)系难芯渴加?5年前，是她的博士論文的一部分。普魯?shù)掀婧退暮现呓芊驃W利弗是聯(lián)合航空公司的數(shù)據(jù)科學(xué)專家，他們統(tǒng)計(jì)了佛羅里達(dá)州八個(gè)地點(diǎn)的州長(zhǎng)和女王蝴蝶及其宿主植物。

在佛羅里達(dá)州，卡特彼勒州長(zhǎng)以同樣的植物為食：卡羅萊納州的柳樹(shù)。這種樹(shù)使用酚苷(阿司匹林的化學(xué)親戚)來(lái)對(duì)抗害蟲(chóng)。

阿司匹林相關(guān)的毒素可能對(duì)害蟲(chóng)是致命的，但毛毛蟲(chóng)已經(jīng)進(jìn)化出了避免被植物毒害的方法。通過(guò)將它們儲(chǔ)存在脂肪體內(nèi)，調(diào)速器卡特彼勒可以使化學(xué)物質(zhì)遠(yuǎn)離其代謝過(guò)程，并且它們不會(huì)受到傷害。

當(dāng)州長(zhǎng)和他的模范物種生活在一起時(shí)，當(dāng)毒素從毛蟲(chóng)變成蝴蝶時(shí)，他可能會(huì)扔掉它。然而，普魯?shù)掀婧退膱F(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這種仿生生物獨(dú)立于蝴蝶女王時(shí)，它會(huì)保留毒素，這使得州長(zhǎng)很難被捕食者接受。

在藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，UA Regents的芭芭拉蒂莫曼教授幫助普魯?shù)峡苏{(diào)查了在州長(zhǎng)蝴蝶中能發(fā)現(xiàn)多少與阿司匹林相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)。然后將這些結(jié)果與捕獲地點(diǎn)的大量蟻后進(jìn)行比較。

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是測(cè)試州長(zhǎng)對(duì)捕食者的化學(xué)防御。蝴蝶被喂給實(shí)驗(yàn)室里用手飼養(yǎng)的螳螂，普魯?shù)涎芯克鼈儗?duì)蝴蝶的反應(yīng)。螳螂對(duì)沒(méi)有蟻后的地方的統(tǒng)治者反應(yīng)更強(qiáng)烈。

普魯?shù)掀嬲f(shuō)：“他們學(xué)會(huì)了更快地避開(kāi)這些州長(zhǎng)，并記得長(zhǎng)時(shí)間避開(kāi)他們?！?

經(jīng)過(guò)多年嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)分析，普魯?shù)掀婧退膱F(tuán)隊(duì)可以確定州長(zhǎng)蝶的不適應(yīng)性和女王蝶的豐富性之間的關(guān)系。

模仿連續(xù)體

這一發(fā)現(xiàn)改變了生物學(xué)家必須考慮模仿的方式。

總督和女王的關(guān)系一度屬于貝茨的模仿范疇，但當(dāng)《普魯?shù)掀妗返暮现咧淮笮l(wèi)里特蘭第一次發(fā)現(xiàn)總督有仇恨的能力時(shí)，蝴蝶關(guān)系被重新歸類為“穆勒”。這種模仿理論沒(méi)有模型，只有“共同模仿”:兩種不同的動(dòng)物看起來(lái)一樣，都不討人喜歡。

但普魯?shù)系难芯孔C明，蝴蝶總督不適合任何模仿品類。

“我們?cè)谀７轮锌紤]的兩個(gè)類別現(xiàn)在在一起了，我們更多地考慮的是Batesian和Mullerian之間的連續(xù)性，”Prudic說(shuō)。

她希望這種連續(xù)性不僅限于總督-女王制度；然而，深入研究模仿關(guān)系是不尋常的，因?yàn)樗鼈兒臅r(shí)、費(fèi)力且難以實(shí)施。

除了證明動(dòng)物世界的模仿不能被歸類為簡(jiǎn)單的二元模型，這項(xiàng)研究可能有助于保護(hù)和管理不斷變化的世界中的物種。

“它為我們提供了預(yù)測(cè)的能力，讓他們知道生物的位置。他們不局限于自己的車型?！?

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