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为什么蝴蝶会聚在一起“吸水”吗?

 www_119_119 2018-03-13

一群蝴蝶着了魔一样聚集在潮湿的土壤或岩石上,受惊扰后偏翩翩飞舞,但很快又落回原处,俯身仔细观察,蝴蝶们探出长长的“嘴”,仿佛喝水一般,这种现象在亚热带、热带算是相当常见的景象了。而尽管它们确实是在“吸水”,水里溶解的矿物质才是它们的目标。

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草食者的天命

蝴蝶吸取的这些矿物质中,最重要的是钠,我们知道,食盐是食谱中不可或缺的成分,食盐中最重要的成分就是钠元素,对于哺乳动物的我们来说,体内的钠离子通过进出细胞膜同钾离子一起调节细胞渗透压,防止我们的细胞因为过多的水而胀破或因失水而皱缩;另一个功能是调节细胞内外电位差,而电位差是神经传导的基础,可以说是非常非常重要了。

然而对植物来说,钠离子的重要性要低的多,植物没有神经,其对细胞渗透压的调节依靠的物质也不同——各种有机化合物代替了钠离子的作用,因而钠元素在植物体内的含量很低。鉴于钠对动物的重要性,动物和植物间的这种营养隔阂对草食动物可以说是相当的不友好了。于是草食动物常常会去舔石头、粘土等来获取钠盐,盐对食草动物有着非比寻常的吸引力。《黑猫警长》第三集“偷红土的小偷”,背后的科学也是这个。而作为食草动物的大部分蝴蝶自然不能免俗,已经有研究证实了钠在蝴蝶消化、神经传导中均扮演了重要的角色。

吸食盐分的黛眼蝶们,颜色最浅的是连纹黛眼蝶(Lethe syrcis),褐色的是宽带黛眼蝶(Lethe helena),左边有一只撒了糖霜一般的是曲纹黛眼蝶(Lethechandica)

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性别的差异

虽然蝴蝶“吸水”很常见,但一个相对冷门的事实是,这些“吸水”的个体几乎全部是雄性。可能的原因之一是雄蝶由于维持领域或搜寻配偶的需要,往往比雌蝶更活跃,需要更多的飞行和更多的能量,鉴于钠在能量获取和运动时所需的神经肌肉运转中的关系,雄蝶比雌蝶消耗更多的钠。

另外一个可能的原因同样和繁殖相关,和许多昆虫类似,蝴蝶的精子以精荚(spermatophore)的形式运送到雌蝶体内,精荚内除了用于繁殖的精子,也富含大量营养物质,被雌蝶吸收后帮助卵细胞和受精卵的发育。研究发现精荚中的钠含量非常高,而雄蝶的慷慨赠予也使得雌蝶没有必要再去吸盐。相应的,对于一生可以交配多次的种类来说,雌性由于可以获得源源不断的营养补充,“吸水”的概率比那些一生只能交配一次种类的雌性要低的多。

精荚在节肢动物尤其是昆虫中普遍存在,比如图中的雌性螽丝腹部末端的白色物质,除了提供营养,精荚还可以阻止其它雄性在短时间内再次和雌性交配,图自维基百科,CC

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各异的口味

“吸水”只是蝴蝶除了访花吸蜜之外我们不常看到的食谱中的一个,除了“吸水”,对蝴蝶来说,动物排泄物、腐尸、汗液、眼泪都是非常好的食材,这些也在本文的介绍范围之内,除了矿物质,蛋白质和氨基酸也是蝴蝶们喜欢的成份。

对于蛋白质的喜爱比钠更容易理解,肉谁不馋呢? 实验发现氨基酸的摄入是维持一些寿命较长的成虫寿命的关键。除此之外,雄蝶摄入的蛋白质并没有直接用于补充自己的营养,而是产生了更富有营养的精荚,接受到更多营养的雌蝶能够产出更优质的受精卵,孵化出更有竞争力的后代,雄蝶的基因遗传下去的概率也相应更高。

而不同的蝴蝶类群,对食物类型也稍有偏好,凤蝶和粉蝶更容易被钠盐吸引,且通过放置假的蝴蝶发现,凤蝶对大片假的黄色“粉蝶”丝毫没有抵挡力。蛱蝶、弄蝶和灰蝶则更喜欢蛋白质成份,但它们的决策似乎不受是否有其它蝴蝶在场的影响。

苍蝇不叮没缝的鹌鹑蛋——窄斑凤尾蛱蝶(Polyura athamas)

对地上的白色鸟粪趋之若鹜的弄蝶、蛱蝶和灰蝶,最右边黄色的小蝴蝶是虎弄蝶(Ochus subvittatus),中间两个黑纹黄底的是黄绢坎蛱蝶(Chersonesiarisa),再往左依次是素雅灰蝶(Jamides alecto)和明窗弄蝶(Coladeniaagnioides)。

蝴蝶也非常喜欢汗液里的盐分,热成狗的号主成功吸引了幸运辘(lù)蛱蝶(Cirrochroa tyche)的注意

凤蝶和粉蝶科口味都轻得多,安心吸食盐分,黑白花的是达摩凤蝶(Papiliodemoleus),黄色的是迁粉蝶(Catopsiliapomona),图自维基百科,CC

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关于“吸水”的其它琐事

“吸水”其实是一件高风险的行为,如果你见过“吸水”的蝴蝶,就会惊叹于这些蝴蝶的驯良,平时疾风电掣般迅速的种类静了下来,异常敏感警觉的种类可以用手触摸。这些变化使得蝴蝶在“吸水”时的被捕食风险大增,更不用说一些捕食者投其所好,伪装成粪便状吸引猎物。

伪装成鸟粪的隐翅虫(左)和瘤蟹蛛(右)

除了蝴蝶,其它的草食性昆虫也有相似的习性,比如蝗虫和蝴蝶的亲戚蛾子,但是由于颜值略逊,相关的研究就比较少了。

一只“吸水”的尺蛾,由于活动时间多在夜晚,吸水的蛾类并不容易观察到。

参考文献和更多阅读:

Adler, P. H., & Pearson, D. L. (1982). Why do male butterflies visit mud puddles?.Canadian Journal of Zoology,60(3), 322-325.

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Boggs, C. L., & Jackson, L. A. (1991). Mud puddling by butterflies is not a simple matter.Ecological Entomology,16(1), 123-127.

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Molleman, F. (2010). Puddling: from natural history to understanding how it affects fitness.Entomologia experimentalis et applicata,134(2), 107-113.

Shen, K., Wang, H. J., Shao, L., Xiao, K., Shu, J. P., Xu, T. S., & Li, G. Q. (2009). Mud-puddling in the yellow-spined bamboo locust, Ceracris kiangsu (Oedipodidae: Orthoptera): Does it detect and prefer salts or nitrogenous compounds from human urine?.Journal of insect physiology,55(1), 78-84.

Sculley, C. E., & Boggs, C. L. (1996). Mating systems and sexual division of foraging effort affect puddling behaviour by butterflies.Ecological Entomology,21(2), 193-197.

Xiao, K., Shen, K., Zhong, J. F., & Li, G. Q. (2010). Effects of dietary sodium on performance, flight and compensation strategies in the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Hübner)(Lepidoptera: Noctuidae).Frontiers in zoology,7(1), 11.

注:题图为一串黑白色调的灰蝶在“吸水”,豹灰蝶(Castalius rosimon),檠灰蝶(Discolampa ethion),和曲纹拓灰蝶(Caleta roxus)

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