蝴蝶的季节性专业化决定了对气候变化的反应

夏季和冬季为世界许多地区的动植物提供了截然不同的生活条件。那么不同的生物体是如何进化来应对这种变化的呢?斯德哥尔摩大学的研究人员在《自然通讯》上发表的一项研究通过研究两种密切相关的蝴蝶物种——小白蝴蝶和绿脉白蝴蝶来调查这个问题。

斯德哥尔摩大学动物学系生态学博士生 Loke von Schmalensee 表示，我们研究季节性适应的方法可以帮助我们了解物种将如何应对未来不断变化的条件。

在这项研究中，研究小组检查了两种密切相关的蝴蝶物种——小白蝴蝶和绿脉白蝴蝶——的季节性适应。

– 从表面上看，蝴蝶很相似。两者都是中等大小，呈白色，在一般条件下，它们一般更喜欢在同一类型的十字花科植物上产卵。洛克·冯·施马伦西 (Loke von Schmalensee) 表示，它们在瑞典的大部分地区同时出现，而且在它们出现的地方，它们一年两代的时间是一致的。

也就是说，小白蝴蝶和绿脉白蝴蝶在生态上非常相似。尽管如此，通过分析公民科学家在 www.artportalen.se 上报告的蝴蝶观察结果，研究小组发现，这两个物种在每年两代的大小上存在巨大差异。小白蝴蝶每年春季和初夏的第一代(由以蛹越冬的新孵化蝴蝶组成)的数量比夏末的第二代要少得多。另一方面，绿脉白蝴蝶有两代大小相对均匀的蝴蝶。

– 小白蝴蝶在夏季的繁殖能力优于绿脉白蝴蝶，但冬季的存活率较差。它似乎是“夏季专家”，而绿脉白蝴蝶是“冬季专家”。Loke von Schmalensee 说，这反映在一系列温度适应中。

例如，小白蝴蝶在夏季比绿脉白蝴蝶更喜欢在温暖的地方产卵，这种偏好差异对应于生理温度适应的差异。

– 在实验室实验中，我们发现喜热的小白蝴蝶在温暖的条件下比绿脉白蝴蝶生长和发育得更快，而且在极端高温下的生存机会也更高。反过来，绿脉白蝴蝶能更好地应对寒冷的越冬条件。当个体在一生中经历截然不同的季节时，似乎有几种进化的解决方案可以应对季节性挑战。洛克·冯·施马伦西 (Loke von Schmalensee) 表示，在夏季最大化收益(或许以牺牲冬季生存为代价)是一种可行的策略，而投资于冬季适应则是另一种可行的策略。

适应热的“夏季专家”小白蝴蝶在过去十年中比“冬季专家”绿脉白蝴蝶表现得更好。另一方面，小白蝴蝶似乎无法像绿脉白蝴蝶那样向北传播，因为夏季变得太短而无法产生两代。如果没有第二代小白蝴蝶种群能够从冬季损失中恢复过来，它们就会崩溃。

– 正因为如此，北纬地区或高山可能成为变暖世界中“冬季专家”的重要避难所。Loke von Schmalensee 说，这是一个例子，说明我们的结果如何帮助我们预测生物体对气候变化的反应。

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