蝴蝶奥秘大盘点

王志成

蝴蝶看似柔弱，却已横跨地球无数个地质年代，它们累积了祖先的智能基因，凭借强大的繁殖能力扩大生存空间，俨然是进化中的优势物种。

蝴蝶的种类繁多。根据采集的标本统计，全世界大约有1 8800种蝴蝶，以南美亚马孙河流域最为丰富。我国蝴蝶最新统计为1 339种，以台湾省和西南地区种类最多。

感官的奥秘

很多人都知道，蝴蝶有一对硕大的复眼，每只复眼由15000多只小眼睛组成。蝴蝶可以看到人眼所不能看见的紫外线。依赖蝴蝶授粉的花也随之进化，能发出特殊的紫外线，引导蝴蝶来采蜜授粉。

蝴蝶头上有一对棒形触角，这是它重要的感觉器官。触角上有许多感觉器和嗅觉器，与触角窝内的许多感觉神经末梢相连，又直接与中枢神经联网，非常灵敏，既能感触物体、感觉气流，又能嗅到远近距离散发出来的各种气味。受到外界刺激，中枢神经便支配蝴蝶进行各种活动。迁徙中，帝王蝶的触角可以分辨2千米外花朵的香味;菜粉蝶的触角可根据芥子油气味发现食物——十字花科植物;蛱蝶科蝴蝶的触角可凭借害虫身体散发出的微弱红外线，搜寻到躲藏的猎物;而嗅觉最灵敏的是印第安月亮闪蝶，能从1 0千米以外察觉到配偶的性外激素。

蝴碟没有舌头，它们的味觉器官长在脚上，又叫足部下节体。它比人的味觉要灵敏2 000倍，不仅能尝出甜味，还能识别出成味和苦味。

感知花朵的奥秘

除了视觉和嗅觉之外，蝴蝶还有感知空气中花朵电场位置的神秘能力。那么蝴蝶是如何感知花朵电场的呢？

英国布里斯托大学格雷戈里-萨顿科研团队发现，花朵为了授粉会发出微弱的电场，而蝴蝶体肤和翅膀生有许多扁平的鳞状毛，其微小的体毛会随着花朵的微弱电场而弯曲，而且它会通过毛窝底部的神经元来感知这种弯曲。蝴蝶感知这些电场后，会迅速飞旋而至。

一个微弱电场只对应一朵花的种类、形状和距离，不会重复，而蝴蝶也只吸食特定植物的花蜜，例如蓝凤蝶喜欢百合科植物，菜粉蝶喜欢十字花科植物，而豹蛱蝶喜欢菊科植物。在众多不同微弱电场的花朵中，蝴蝶会迅速找到自已喜欢的对象。

飞行的奥秘

燕凤蝶是最小的凤蝶，双翅平展开只有2厘米，有两条修长的尾突，很像小燕子尾巴。燕凤蝶独特之处是能像蜂鸟一样，飞行时可以凌空悬停。

是什么力量使燕凤蝶能悬停在半空中呢？秘密就在于它的一对翅膀通过急速振动使气流变化，给自己浮力，而双尾的摆动又使它能够掌握平衡。

每逢雨天，当别的虫鸟都去避雨时，蝴蝶却可以在雨中继续飞行。这又是为什么呢？美国耶鲁大学进化生物学系教授威廉·罗伯森揭开了其中奥秘。

他发现，蝴蝶美丽的翅膀上满是鳞片，鳞片上有鳞粉，鳞粉有防水功效，鳞片一致向外重叠覆盖的结构也不会保留水分。最关键的，蝶翼具有微小凸起和凹槽的独特纳米结构，表面张力大于水滴的张力，使得水滴能够迅速地從翅膀上排开。所以，蝴蝶能够在雨中飞行。

安然过冬的奥秘

寒冬腊月，人们偶尔也能看到蝴蝶。这可能吗，蝴蝶不怕冷吗？

虽然听起来有些不可思议，可这是事实。因为黄蛱蝶、朴喙蝶、尖钩粉蝶，以及琉璃蛱蝶等以成虫形态过冬的蝴蝶，会在秋天变成成虫蝶。这些蝴蝶安然过冬的奥秘首先在于，它们会从花或水果中尽量汲取甜汁，把养分储藏到体内;其次是寻找温暖的地方藏起来，譬如阳光好的干草丛等。如果天气暖和，它们就会飞上一会儿。因此，冬天偶遇蝴蝶就成了现实。

冬去春来，我们最先看到的是黑蝴蝶。美国进化生物学家理查德·普鲁姆指出， “黑蝴蝶的翅膀是一个值得研究和模仿的天然太阳能收集器”。蝴蝶翅膀的黑色鳞片结构可以吸收最大量阳光。普鲁姆利用x光散射技术发现，蝶翅上细长矩形的黑色鳞片像屋顶上重叠排列的瓦片，而且都有沿着鳞片长度延伸的脊，鳞片两边还有小洞，这些洞通向下面一层，形成三维弯曲的水晶纳米结构，可以选择性地吸收阳光、反射阳光或散射阳光，使蝴蝶在寒冷中保持活跃。

翅膀色彩的奥秘

蝴蝶以两对色彩斑斓的翅膀闻名于世，而蝶翅的色彩就源于覆盖其上的无数微小鳞片。鳞片的颜色大都形成于化学色，例如黄色和红色产生于类胡萝卜、色素，棕色和黑色来自于黑色素，而形成白色和黄色的黄酮类色素则依赖幼虫时期摄食植物色素的积留。这些色素颗粒虽然色彩斑斓，但容易因为各种化学作用而渐渐褪色，甚至消失。

鳞片颜色的另一个来源是物理光学原理产生的结构色，即物理色。也就是说，光照到鳞片表面的脊和沟等微结构，发生光散射、干涉以及衍射而形成颜色。结构色的效果更加绮丽多彩又变化多端，所以，在阳光下看见的蝴蝶更加艳丽多姿。

另外，研究人员发现，在电子显微镜下，蝶翅鳞片包含有特殊的纳米结构，这种结构有两层——固体扁平的角质表层和晶体状支柱结构的“空气”底层，底层以棕色和黑色等暗色为主，而表层颜色较为丰富，以亮色为主。虽然每个鳞片仅有一种颜色，但不同颜色的鳞片叠加有序，形成一种多层反射镜，只反射特定波长或颜色的光，于是构成了蝴蝶翅膀异彩多样的花纹和图案。

翅膀图案的奥秘

蝴蝶翅膀上的图案丰富多彩，令人赞叹，但它本身的作用是用于隐藏、御敌、伪装，以及吸引配偶。近年来，蝴蝶翅膀上的眼睛图案颇引人注目，而生态学和进化生物学教授罗伯特-里德指导的基因组测序项目，揭示了蝴蝶翅膀眼睛图案的奥秘。

罗伯特指导的项目组发现了一种编码褐红色眼睛图案的optix基因，它与许多袖蝶科、眼蝶科和蛱蝶科蝴蝶翅膀上的眼睛图案发育有关。更令人感兴趣的是，将翅膀染成红色的小眼色素也在眼睛图案中呈现。

蛱蝶科的猫头鹰蝶之所以如此命名，是因为翅膀上巨大的眼状斑纹。其功能是模仿瞪大眼睛的猫头鹰脸来恐吓附近的掠食者，而且眼状斑纹也容易引诱猎食者袭击翅膀而不是易受伤的头部和身体。如果蝶翅上眼状图案为红色，则意味着“请勿打扰”或“我爱你”！特别是一些有毒的蛱蝶科蝴蝶眼状图案的红色水花标示为“不要吃我”！

调节温度的奥秘

美国哥伦比亚大学工程学院的研究发现，蝴蝶通过翅翼结构和飞行来精细地调节翅膀温度。

研究表明，蝴蝶翅膀是动态、有生命的活细胞温度传感网络结构，其功能是保证翅膀在适宜的温度范围内正常运行。该项研究人员指出，蝴蝶翅膀的活细胞温感网络结构包括翼心、翼静脉和气味垫。当蝴蝶停止飞行或身处炎热环境时，翅膀过热，活细胞温感网络结构就会通过热消散有选择地降低活体系统的温度;在寒冷或高空飞行时温度会很低，翅膀上的温感细胞及其翅色和翅上图案等会有效增强热辐射效应以增加翅膀的温度。

识别物种的奥秘

蝴蝶具有识别自己物种的超凡能力。

美國生态学和进化生物学教授阿德里亚娜-布里斯科领导的研究团队指出，早在2 500万年前，蝴蝶进化中产生了一种紫外线黄色素的重复基因。蝴蝶眼里的紫外线黄色素可以让它们看到紫外线颜色，而且它们翅膀上也有紫外线黄色素的色彩。这种色素让蝴蝶具备了识别自己物种的超凡能力，不仅可以帮助蝴蝶寻找合适的配偶，而且帮助它们生存下来，为繁殖、进食留下更多的时间。

“恋爱”的奥秘

“恋爱”期间的蝴蝶是借助于光信号来“约会”的。

据日本横滨大学研究人员介绍，雄蝴蝶和雌蝴蝶的性器官区域都有一个敏感的“光感受器”，可发射和接受“赴约”的信号。最有意思的是，并不是所有的雌蝴蝶都会对雄蝴蝶的光信号召唤作出响应。一旦这些光信号遭到隔离，就意味着“谈情说爱”的中断。研究表明，大约有30%的雌蝴蝶会摆架子，不理会。于是.雄蝴蝶也拒绝再发信号，转头去寻找新的恋爱对象。

雌雄嵌合体的奥秘

蝴蝶是最常出现雌雄嵌合体的动物类群之一，这与它们夸张的两性异形有关。

同种蝴蝶的雄性和雌性体形和颜色差别巨大。雌雄嵌合体的蝴蝶被人们称为阴阳蝶，其产生机会只有万分之一，而且与遗传学大有关系，这也是学术界一直在探讨的问题。有一种解释认为，蝶类的性别是由细胞核中的性染色体决定的。雄蝶细胞中有两条Z染色体，而雌蝶细胞中有一条Z染色体和一条W染色体，Z染色体决定着雄性，W染色体决定着雌性。在早期细胞分裂中，如果一个有zw染色体的受精卵因意外原因失去了W染色体，这样就形成了一半细胞有W染色体，另一半细胞却没有W染色体。前一半发育成为雌性，后一半就发育成为雄性。这样，一只蝴蝶就会变成一半雄、一半雌的“雌雄嵌合体”了。