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彩蝶是世界旅行者。o我们在欧洲遇到的新飞机从非洲飞到瑞典，最终返回撒哈拉以南和北部地区。但是，是什么决定了一些蝴蝶会长途飞行，而另一些蝴蝶会短途飞行呢？包括奥地利科学技术研究所（ISTA）在内的一组科学家表明，不同的迁徙策略是由环境决定的nmental有限公司而不是被编码在蝴蝶的DNA中。

这是六月里一个温暖的夏日。一群带着遮阳帽和渔网的科学家正在加泰罗尼亚山区的一条小路上徒步旅行。他们一丝不苟地寻找彩绘女郎——色彩鲜艳的橙色蝴蝶，上面有复杂的黑白图案。捕捉被涂上颜料的女士不是一件容易的事；它们是坚强、坚定的飞行者，进化生物学家达里亚·希皮里纳也不得不承认这一点。

在研究植物和鸟类之前，这位科学家试图捕捉空中一只美丽的蝴蝶。她的网向四面八方晃来晃去，但不是它该去的地方。最后，几只蝴蝶在花蜜的间隙休息，给了Shipilina期待已久的机会。“嗖”的一声，她抓住了一个。对生物学家来说，这是一个伟大的时刻，更是对这些不可思议的蝴蝶的韧性和耐力的更大证明。

每年，彩绘女士们都会进行一次巨大的迁徙之旅，从非洲西北部一直到瑞典，然后返回，以寻找完美的环境条件，确保它们的生存和繁殖。

一群科学家，连同公民科学项目，一直在试图破译蝴蝶的旅行地图。最近的跨学科出版物提供了新的见解。shipilina曾在乌普萨拉大学工作，目前是奥地利科学技术研究所Nicholas Barton小组的博士后，他的贡献来自几个机构的合作者：渥太华大学、巴塞罗那CSIC-CMCNB、SOS Savane、达喀尔高等理工学院和达姆施塔特工业大学。研究结果已发表在《美国科学院院刊：Nexus》上。

没有距离太远，没有负担太重

Shipilina说：“彩绘女士是一种非常美丽、色彩丰富的蝴蝶。”“看着它们成群结队是一种真正的奇观。但它们的特别之处在于它们难以置信的长途迁徙。”

这些蝴蝶每年在非洲和欧洲之间飞行1万公里。它们代代相传，为后代寻找最佳的繁殖条件。Shipilina继续说：“每个个体在每年迁徙周期的一个部分旅行，它的后代继续他们的旅程。”

这些五颜六色的昆虫在春天开始它们的大航程，从非洲西北部出发，飞越地中海到欧洲。它们的后代会前往英国，甚至到达瑞典的北极苔原度过夏天。

直到最近，人们还认为，一旦蝴蝶到达瑞典，它们就会因为夏末那里出现的寒冷气候而死亡。然而，研究表明，彩绘女士在秋天回到温暖的地区，证实了一种循环迁徙模式。一些人最终留在地中海地区，另一些人则回到非洲，甚至穿越撒哈拉沙漠。但是为什么呢？他们有不同的GPS系统吗？

在哪儿你去过哪里你要去哪里？

Shipilina和同事们开始研究这一现象。为了实现这一目标，科学家们进行了实地考察，并从撒哈拉以南和北部地区收集了彩绘女士，包括贝宁、塞内加尔、摩洛哥、西班牙、葡萄牙和马耳他。

他们利用同位素地理定位来估计每只蝴蝶的地理起源。“这种方法的关键原理是，成年蝴蝶翅膀的同位素组成——或稳定同位素——反映了它们作为毛毛虫所吃植物的同位素特征，”Shipilina解释说。同位素是同一元素的不同形式，具有相同的化学性质，但原子质量略有不同。

共同第一作者Megan Reich和来自渥太华大学的Clement Bataille花了几年时间开发这项技术，测试了不同的同位素，改进了统计方法，并结合了机器学习技术来提高准确性和分辨率。

分析证实了个体之间的不同旅行行为：一些人从斯堪的纳维亚半岛向南进行了长途迁徙，穿越撒哈拉沙漠，而另一些人则进行了短途迁徙，停留在地中海地区的沙漠北部。

是基因决定的吗？

然后，科学家们使用全基因组测序来比较每个个体的DNA序列。有趣的是，短途和长途旅行的蝴蝶之间没有遗传差异。

Shipilina说：“这一发现与在另一种被充分研究的候鸟身上观察到的结果根本不同。”“例如，在柳莺中，一个大的染色体区域与可变的迁徙方向有关，说明了不同的表型是如何从不同的基因组组成中产生的。”此外，彩绘女士的迁徙模式与性别、翅膀大小或翅膀形状等因素无关。

彩绘女士适应环境

根据科学家的说法，所谓的表型可塑性可以解释不同的迁移方式。Shipilina解释说：“表型可塑性是生物体改变其表型的能力——在这种情况下，它参与长距离或短距离迁移——以响应环境条件而不改变其基因组成。”

例如，在夏天，瑞典的蝴蝶可能会因为白天长度的快速变化或其他季节性因素而被迫向南迁徙，穿越撒哈拉沙漠。相比之下，在白天较长的法国南部，蝴蝶可能不会遇到这些迁徙信号，因此只进行短途旅行，停留在地中海地区。

与其他蝴蝶相比，比如研究得很充分的帝王蝶，关于彩蝶的迁徙还有很多未知之处。观察到的模式是否适用于画中女士的广泛地理分布？这种现象是蝴蝶独有的，还是在其他昆虫中也能观察到？ISTA研究员Daria Shipilina和她的同事们决心弥合这一知识鸿沟——一次一篇论文。