【2019年物种日历】4月13日 菜粉蝶

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菜粉蝶大概是我们最熟悉的一种蝴蝶了,在世界范围也是如此。在欧洲,它们有一个更可爱的名字叫Small White,意思就是小白蝶。对应的,还有一个名字Large White,指的是欧洲粉蝶(Pieris brassicae)。两者其实都不大,翼展相差一厘米左右。


菜粉蝶。图片:三蝶纪

在国内,菜粉蝶还有一个近似种东方菜粉蝶Pieris canidia)。从形态看,菜粉蝶翅膀背面颜色更白后翅正面没有黑斑,而东方菜粉蝶后翅边缘有一圈黑斑


东方菜粉蝶的翅膀边缘有一圈斑点。图片:Pushpa CR / wikimedia

菜粉蝶也有世界范围内统一使用的名字,那就是学名 Pieris rapae,由分类学祖师爷林奈亲自命名。Pieris 取自希腊神话里主司艺术和科学的缪斯女神之一的庇厄洛斯 Pieros,rapae取自菜粉蝶的寄主植物——十字花科芸薹属的芜菁[jīng](Brassica rapa var. rapa),也就是俗称大头菜的植物。

不过,菜粉蝶幼虫爱吃的菜不只是芜菁,十字花科的植物它基本都爱吃,尤其是叶片比较厚的白菜、芥菜、花菜、卷心菜等等,幼虫长得越大吃得越多,也越遭人恨,严重时可以把叶子吃光,所以菜农们对它们十分痛恨


卷心菜和芜菁是同一个物种的不同变种,也是菜粉蝶喜欢的食物。图片:pixabay

菜粉蝶与十字花科植物的博弈

在十字花科植物中普遍存在芥子油苷[gān],这是一类能挥发出辛辣气味的生物碱,生萝卜那股刺鼻的辣味就是它。芥子油苷不仅气味难闻,还可以影响昆虫的新陈代谢,使其生长缓慢甚至死亡,对真菌、细菌、哺乳动物也有同样的防御作用,是植物自带的化学武器。一物降一物,有些昆虫在漫长的演化中适应了芥子油苷,菜粉蝶就是其中之一。

芥子油苷对于菜粉蝶幼虫来说没杀伤力,它们在取食植物后,能将有毒的芥子油苷转化成无毒的硫酸盐排出体外。雌性菜粉蝶可以感知芥子油苷的气味,准确地找到十字花科植物产卵。此外,菜粉蝶的复眼由5000多个小眼组成,对绿光和蓝光特别敏感,还可以感受紫外线,因此它能通过颜色判别食物的方向。

有趣的是,已经被同类产过卵或被同类幼虫啃过的叶子,会释放芥子油苷被降解后产生的[jīng]类物质,这种具有挥发性的化合物会让待产卵的雌蝶避之不及,选择完整的叶子产卵,这样菜粉蝶就避免了在同一片菜叶上,发生残酷的同类竞争。


菜粉蝶幼虫在叶子上啃出的洞洞。图片:Christian Bauer / cebix.net

和其他的蝴蝶一样,菜粉蝶的一生经历卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。菜粉蝶的通常在叶子背面,长圆形,像一粒黄色的米粒

幼虫阶段俗称菜青虫,通体青绿,背部中间有一条断续不明显的黄色纵线。菜青虫从卵中孵化以后,就开始啃菜叶,蜕一次皮就长大一点,历经四次蜕皮后化蛹。

菜粉蝶幼虫化时会吐一条丝,绕在身体的第一节,和固着物连接在一起,这类蛹叫[yì],因为看着像上吊。菜粉蝶蛹的“上吊”姿势不是太明显,就是用一条丝绕一圈“意思一下”。


菜粉蝶的蛹。只有一根丝(箭头所指部位)把它固定在植物的茎上。图片:Harald Süpfle / wikimedia

秋冬季,菜粉蝶以蛹的形式在墙壁上、树干上、落叶和砖石下越冬。到了春天,也就是现在这个季节,越冬的菜粉蝶成虫就陆续羽化出来了。雌雄蝶交配后产卵,新一代的菜青虫啃着新鲜的菜叶子长大,化蛹羽化后继续繁殖,一年可以繁殖三到七代

想留下后代?雌蝶说了算

在昆虫的世界里,往往是雌性占有更多的生存优势,因为它们身负繁殖后代的重任,需要重点保护,在菜粉蝶的世界里尤其明显。


交配的菜粉蝶。图片:Andreas Eichler / wikimedia

雌性菜粉蝶有着一个像口袋一样的交配囊,在交配时用来接收雄蝶的精荚。精荚相当于雄蝶用毕生心血准备的结婚礼物,呈白色水滴状,外层坚硬,内有营养物质,底部是精子。精荚直径有三毫米,相对于它的体型来说已经很大了。但是,虽然雄蝶为雌蝶准备了“走心”的礼物,求爱的结局却未必如它所愿。

精荚对于雌性菜粉蝶来说有双重作用,既可提供精子,也可提供营养。雌蝶的交配囊可以同时容纳几个精荚,这就意味着它有很大的选择权。

雌蝶翅膀会反射紫外光雄蝶的翅膀则会吸收紫外光,所以雌雄在彼此的眼中都特征明显。在野外观察,我们经常看见菜粉蝶双双飞舞,这多半就是在求偶。如果看到两只菜粉蝶,其中一只张开翅膀,举起腹部,另一只在旁边扑棱翅膀,这就是雌蝶在对雄蝶say no。雄蝶如果死缠烂打,雌蝶就会急速飞走


雄性东方菜粉蝶求偶,雌性摆出了拒绝的姿势。图片:三蝶纪

雌蝶通常会选择和多个雄蝶交配,取得更多的精荚放在交配囊中,再“择优录取”,选择大的精荚用于受精,其他精荚就留着自己做补品了。对于提供精荚的雄蝶来说,这种选择非常矛盾:制作大的精荚更容易被雌蝶选中,留住后代,但要耗费更多体力;制作几个小的精荚可以节约体力,与不同的雌蝶交配,但小精荚又容易成为牺牲品,留不下后代反而浪费了。

总之,雌蝶只需要坐等上门的礼物,还可以在“精子库”挑挑拣拣。雄蝶精心准备礼物,还有可能成为炮灰。这真是,做雄蝶难,难于上青天啊。


“身为男蝶不容易啊,不如借花蜜浇愁。”图片:三蝶纪

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