正文 第四章 中國蝴蝶識別(3 / 3)

經生物學家史蒂芬與同事結合遺傳學進行分析,估計君主斑蝶有16866套蛋白質編碼基因,包括幾個可能涉及君主斑蝶的季節性遷移習性的基因。新測序的君主斑蝶基因組包括:①確定在視覺輸入和太陽羅盤中央處理區有關的基因;②君主斑蝶的生物鍾的全部分子組成;③對成功遷移起關鍵作用的所有成員的保幼激素(juvenilehormone)生物合成途徑;④額外的導向飛行行為的分子標簽;⑤君主斑蝶特定氣味受體可能對長途遷移有重要作用;⑥一種有價值的化學防禦機製,在遷移過程中可以擊退捕食者。

蝴蝶對全球氣候變化的響應

在眾多生物中,蝴蝶被公認為是對全球氣候變化最敏感的指示物種之一。由於蝴蝶物種對溫度變化敏感並且能夠迅速作出響應,受到了大多數科學家的廣泛關注,並開展了大量有關氣候變化影響下蝴蝶物種分布格局的變化、變速率和變化機製的研究。蝴蝶形態對氣候變化的響應以及蝴蝶物種多樣性變化等方麵的研究結果表明,蝴蝶類群已經在地理分布範圍、生活史特性以及生物多樣性變化等方麵對全球氣候變化作出了響應。

蝴蝶類群物候期提前:蝴蝶對氣候變暖的響應包括幼蟲期變短、成蟲期變長,最顯著的表現就是首現日提前。蝴蝶是授粉昆蟲,成蟲的食物資源與寄主植物的花期密切相關。由於氣候變化對昆蟲和植物物候的影響不同,有些蝴蝶能夠準確跟蹤寄主植物的物候變化,從而獲取充足的花粉食物資源,如英國的橙尖粉蝶(Anthocharis cardamines)在寄主植物花芽形成提前2~3周時,其首現日仍然能與寄主植物花芽同步;但大多數蝴蝶物種與寄主植物之間的物候同步性關係會有差異。目前大多數的觀察和預測研究認為,氣候變化增加了蝴蝶物種與寄主植物之間的不同步性,蝴蝶食物資源降低,成蟲種群數量下降,從而對物種多樣性保護造成巨大的威脅。

蝴蝶形態特征的變化:有關氣候變化對蝴蝶形態特征的影響研究相對較少,不過已有研究發現,氣候變化導致蝴蝶向高緯度地區遷移的距離增長,飛翔能力迅速進化,導致蝴蝶形態發生適應性變化。

蝴蝶向高緯度遷移:大量蝴蝶與全球氣候變化的研究數據表明,全球氣候變暖導致分布在芬蘭、英國、歐洲和北美的蝴蝶物種棲息地向北遷移。目前有研究表明高緯度蝴蝶物種北遷的速率比低緯度地區更大。廣泛分布且翅展大的物種,具有較強的飛翔能力,其北遷速率比翅展小的物種大;生活在林緣的、幼蟲主要取食木本植物的,並且以成蟲越冬的蝴蝶向北遷移的速度相對較大;一般物種比瀕危物種應對氣候變化的能力更強,其向北遷移的速率也更大。溫度升高和極端天氣是導致蝴蝶物種分布格局和種群動態變化的主要因素。

蝴蝶向高海拔遷移,種群滅絕風險增加:目前已有研究證明有些物種為了逃避氣候變暖,向比較涼爽的高海拔邊緣擴散,且向高海拔遷移的速率比緯度變化更為明顯。全球氣候變暖對蝴蝶海拔分布變化的影響,還表現為一些低海拔分布物種的種群滅絕速率呈增加趨勢。

物種多樣性降低:全球氣候變暖會加劇生境片段化,導致山區蝴蝶物種多樣性下降。在某種情形下,低海拔物種向高海拔遷移,會導致高海拔分布區域的物種豐富度增加。但是總體來說,物種豐富度與海拔高度呈峰狀關係,如果低海拔物種的遷移不能補償高海拔物種的喪失,那麼低海拔物種向高海拔遷移將最終導致整個山區物種豐富度的下降。

蝴蝶保護研究

蝶類是生物資源重要的組成部分,也是生物多樣性研究與保護的重要類群,已經被公認為一類可以監控環境係統、生境破碎和喪失、外來物種入侵和氣候變化的指示物種。保護生物學自19世紀80年代起步以來,經曆從生物學特性到生態學特性的研究、從宏觀角度到微觀角度的研究、從單個物種到種群生態學的研究、從種群到多樣性的研究,為瀕危物種的保護、生物多樣性的保護開啟了一道門。蝴蝶作為環境指示性物種,其保護生物學研究在國外已經有相當長的曆史,但90%以上的文獻集中在對單一瀕危蝴蝶種類的研究。從保護生物學的概念來講,防止瀕危物種滅絕是其研究目的之一,最終目的是為了保護物種多樣性。然而由於各國有關保護對象的確立存在缺陷,一方麵瀕危程度的確定缺乏研究資料,另一方麵,由於一些地區大量捕蝶,使本不瀕危的種類成為瀕危種,而這些種又沒有被列入保護對象名單。因此,單純的保護瀕危物種未必能夠真正地實現蝴蝶物種多樣性的保護,研究者應該加大針對生物多樣性保護的研究,但這一研究領域的文獻極少,而且保護方法和實踐的研究也不足。

我國許多學者在從事蝴蝶資源及其多樣性調查的研究,但真正從保護生物學角度入手,研究如何保護蝴蝶多樣性的極少。我國在蝴蝶對氣候變化響應方麵的研究幾乎空白,這是由於缺乏係統的長期蝴蝶物種監測數據,加上幅員遼闊,從南到北橫跨6個溫度帶,山係複雜多樣等因素造成的。如何在曆史資料不足的情況下開展蝴蝶物種水平分布和垂直分布格局對氣候變化的響應,並進一步預測在未來氣候變化背景下蝴蝶分布格局的變化,為我國的蝴蝶物種保護提供科學依據,是目前急需解決的科研難點。

評價蝴蝶物種個體水平對氣候變化的響應,尤其是形態特征以及繁殖率和存活率的微小變化,可以預測蝴蝶物種分布格局的重大改變,進一步對蝴蝶物種就地保護,以及蝴蝶類群適宜的微生境保護提供科學的建議。蝴蝶類群分布格局的變化會導致其與寄主植物之間協同關係的改變,如何在目前保護區建設的基礎上,進一步考慮氣候變化對蝴蝶物種分布格局的影響,增強遷入蝴蝶物種的監測,減少本地物種的高海拔和高緯度的遷移,有效地保護我國珍稀瀕危的蝴蝶物種是迫切需要開展的工作。

我國珍稀瀕危蝴蝶種類較多,但未能實現針對性的保護研究,也嚴重缺乏能夠應用於實際的保護措施。因此,國家必須加大有關蝴蝶多樣性保護的研究力度和投資力度,實現針對國家瀕危物種和蝴蝶多樣性的保護研究。

蝴蝶是工藝美術品的最好材料,蝴蝶標本可裝入玻璃罩或相框中,裝點家居,這在歐美市場頗受歡迎。現在更運用到胸飾、發夾、帽子、家具、門框以及房屋裝飾等方麵。

日本歧阜市明和昆蟲研究所成功地開發出一項蝴蝶鱗片轉印技術,可以將喜歡的蝶翅上的圖案及色彩隨心所欲地翻印在服裝、領帶、桌布等飾物上。

蝴蝶的采集、標本製作及飼養技巧

采集工具

捕蟲網:由網圈、網柄和網袋三部分組成。

三角紙袋:必不可少的采集工具,以光滑、半透明和較堅韌的紙為宜,可采用15厘米×11厘米和7.5厘米×11厘米兩種規格。

采集盒:可隨時存入三角紙袋,以易開啟的三角盒為宜,盒壁的一麵需裝上一對搭鉤,方便掛在褲子的皮帶上。

采集方法及技巧

揮網捕蝶,尤其是捕足飛行快速的種類,既要心神鎮靜,又要動作敏捷。蝴蝶落網後,順勢速將網袋折轉、封口,不讓蝴蝶逃逸。隔網用拇指和食指指尖壓捏蝴蝶胸部,蝴蝶即窒息死亡。隨即放入三角紙袋內,再放入采集盒。將蝴蝶放入三角紙袋時,務必讓其腹部向上,觸角藏在前翅前緣內麵。這樣處置,標本幹燥後觸角就不會折斷。

蝴蝶剛羽化後,行動活躍,四處翩飛,是揮網兜捕的極好機會。采集猶如狩獵,必須選擇適當的地點,一定要到蝴蝶的生長地去捕捉,否則,緣木求魚必無所獲。

中國台灣商人在采集蝴蝶時常使用“陷井法”,即在河灘的沙地上挖掘直徑達1米的淺穴,然後在穴中灑放尿液並放置2~3隻銀紋淡黃蝶,淩空飛過的其他銀紋淡黃蝶因受尿液中氨氣味道的引誘紛紛降落。此時,隻要由洞穴邊緣悄悄將捕蟲網覆蓋在洞穴上,便可將蝶群一網打盡,據說每日可捕蝶5 000隻以上。捕捉吸水性較弱的蝶類,常用腐爛發酵的鳳梨或木瓜,放置於林間空地或樹幹上代替樹液,借此吸引眾多的蛺蝶、環紋蝶等種類。

標本製作

製作用品有還軟器、展翅板、昆蟲針等。

還軟器:在製作貯藏標本時,由於蟲體已極其幹脆,一觸即碎,必須使其還軟,才能展翅和整姿。還軟器是製作幹標本的必備工具。合適的還軟器可利用玻璃質幹燥器來改裝,即在器底放一層洗淨的濕沙子,加幾滴石碳酸液以防黴,在沙子上放一張吸水紙,再將三角紙袋豎放器皿中。

展翅板:展翅板是整姿用的必備工具。可在長35厘米、寬12厘米、厚3厘米的泡沫塑料板表麵粘米度紙,用利刀挖成與蝶體相稱的凹槽即成。

昆蟲針:常用5、3、1三種號碼的昆蟲針。還需標簽、壓條紙、大頭針、鑷子等。

製作方法:取出還軟的標本,左手執胸部、右手用相應號數的昆蟲針(視蟲體大小而定)從中胸背麵中央垂直插下,貫穿胸部,上端僅留1厘米,以便手執。

然後將蝶插在展翅板上的凹槽內,使蝶翅基部剛好與展翅板麵平齊。兩手各執細蟲針1支,刺撥前翅前緣脈向前移展至其後緣與體軸成90°時,將針固定於展翅板上;再用蟲針整理後翅,固定如前,應使後翅前緣盡量少與前翅後緣重疊,使蝴蝶所有特征顯露無遺。整姿妥帖,將壓條紙放上,一手按著紙端,另一手將紙拉緊,操作時邊整理邊做,達到展翅要求,即用大頭針在翅的前、中、後的壓條紙上各刺一針,使翅固定,但不可刺及翅膜。

飼養技巧

飼養蝴蝶相對比較容易,這也讓飼養者有機會了解到蝴蝶生活周期中的各個階段。對蝴蝶收藏者來說,飼養還有另一個優點:能得到剛羽化成蟲完整的標本,避免了蝴蝶因飛行造成翅的損壞;同時不會因為收集者大量采集而使野外蟲口密度迅速下降,從而保護了野外種群。

展翅工具

飼養蝴蝶並非必須有花園,部分飼養工作也可以在室內進行。飼養需要的基本工具很簡單,開始時隻需要一些不同大小的塑料盒,2~3個小型的飼養箱(可用粗的塑料管加一個有孔的蓋或用木條做一個籠子,四周用尼龍紗網蒙上)。之後,需要更大一些的籠子供蝴蝶成蟲在裏邊飛行交配。這些工具製作起來都不困難。簡易的飛行籠可用一個大木箱改製,隻要將邊上的木板去掉,安裝紗網即可。

蝴蝶卵可以從市場上購買,也可以由剛捕捉到的雌成蟲在籠中產卵而獲得。野外采集卵塊或幼蟲雖然花費時間,但卻是一件令人愉快的事情。

要找到常見種的卵和幼蟲通常不會太費力,可在其寄主植物上尋找。有些種類的幼蟲有群集性,因此在一株植物上就能找到許多幼蟲。

小幼蟲可以放在透氣的塑料盒中,但不要太擁擠;有些幼蟲有同類相殘的習性,必須單個飼養。每天都要添加飼料(幼蟲喜愛的寄主植物)、清除糞便。定期清理可減少疾病感染。從野外采集的幼蟲很有可能已被寄生,用采到的成蟲飼養得到的卵塊再進行飼養可避免被寄生,但其抗病能力則較差。

幼蟲生長很快,必須轉移到較大的盒子內飼養。最好不要直接用手去拿幼蟲,可用細刷子轉移。沙籠可以放置在向陽的窗子旁,但塑料盒則不適合這樣做,因為這樣其內壁上會凝結許多小水珠,濕度太大對幼蟲有害。因此,要在每個盒子的底部墊一張吸水紙,這樣也便於清理。

當幼蟲長到一半大的時候,就應把它們放到有紗網的籠子中去飼養。

這時的幼蟲食量很大,必須時常添加新鮮的食料。

當幼蟲長到老熟時即停止取食,並開始化蛹。這時應清除所有的食料及糞便,一直到成蟲羽化。這個階段不需要特別的照顧。

以蛹越冬的種類可直接將蛹放置在木箱內(裏邊放一點土或苔蘚)。

越冬的蛹一般不需要管理,隻需時不時給箱子裏的土或苔蘚加點水,以防蛹被幹死。大多數熱帶種類因需要較高的濕度,必須每天噴少量的水,否則,羽化時翅展不開。

蝴蝶羽化之前,籠子裏放上幾根小樹枝,這樣成蟲可以掛在樹枝上充分伸展它們的翅膀。

為完成飼養周期,必須確保成蟲交配和產卵。許多種類的蝴蝶在人工條件下不交配,因而需要采取一些輔助措施。可用手輕捏雄蝶腹部兩側,使其抱器瓣打開並抱住雌蝶。

一些種類在交配前有“求婚儀式”而需較大的飛行空間。一隻已在野外交配過的雌蝶可以直接放入一隻小籠內,籠中放鮮花或糖水液(滴在棉球上)以保證成蟲取食的需要。如果這種蝴蝶直接將卵產在幼蟲取食的植物上,則應提供新鮮的枝條,最好是在生長著的植物(可以是盆栽的)外套上紗罩。

世界的蝴蝶已知約2萬種,而我國的種類約占10%。為了讓大家欣賞到世界各地絢麗多彩的蝴蝶,特別是一些我國沒有分布的科,國家動物博物館特別設置了國外蝴蝶展區,共展示美洲、非洲、歐洲、亞洲等國的蝴蝶標本1 500多種,下麵介紹挑選出的部分種類。要想看到更多的蝴蝶,請大家到國家動物博物館來吧!