这些蝴蝶看起来一样，但 DNA 发现了六种隐藏的物种
新的研究发现，一些蝴蝶可以闻到同一物种的其他蝴蝶的味道，使它们能够在多个物种看起来都相同的区域相互识别。 一个大型国际团队对中美洲和南美洲发现的玻璃翅蝶进行了基因图谱，改写了进化树并突出了六个新物种。 该团队包括厄瓜多尔 Wellcome Sanger 研究所、厄瓜多尔 Amazónica Ikiam 地区大学、坎皮纳斯大学的专家巴西、剑桥大学等。 这项研究于7月28日发表在美国国家科学院院刊（PNAS）上，开始揭示关于这些蝴蝶的新见解，以及物种快速多样化所涉及的因素，以及为什么某些物种更有能力做到这一点。 这些发现有助于专家更多地了解生命迄今为止是如何进化的，并可能暗示它未来可能会如何变化。 例如，研究人员发现在玻璃翅蝶中，即使是关系最密切的物种也会产生不同的信息素，这表明它们可以闻到同一物种的其他物种的味道。 鉴于所有这些蝴蝶看起来都一样，可以告诉鸟类它们都是有毒的，这使得蝴蝶能够找到合适的配偶。 通过理清这些蝴蝶的分类法，该团队为至少 150 年来一直未知的问题提供了答案。 研究人员还展示了十个免费提供的参考基因组可以帮助监测和维持世界上一些生物多样性最丰富的地区的昆虫种群。 蝴蝶在保护中用作指示物种，这意味着它们用于跟踪和监测一个地区的生物多样性和其他昆虫的水平。 玻璃翅蝶（Ithomiine）蝴蝶遍布中美洲和南美洲，占那里发现的蝴蝶物种的很大一部分，使其成为生物多样性的良好指标令人难以置信的生物多样性地区，例如亚马逊雨林。 然而，有 400 多种玻璃翅蝶，一个地区的所有物种看起来都非常相似，以阻止鸟类食用它们，其颜色暗示它们有毒。 此外，玻璃翅蝶还可以受到快速辐射，在短时间内从同一祖先中产生许多新物种。 由于它们关系非常密切，因此很难直观地识别和跟踪不同种类的蝴蝶。 为了从基因上理清这些蝴蝶，包括桑格研究所科学家在内的一个国际团队对两种辐射特别快的玻璃翅蝶的几乎所有物种的基因组进行了测序，以重新绘制它们的进化树图。 在这些物种中，有 10 个物种被测序为“参考质量”基因组的黄金标准，这些基因组可供研究界免费获得。 通过对这些蝴蝶进行基因图谱，该团队强调六个亚种在遗传上比之前想象的更加独特，导致它们被归类为新的个体物种。 此外，从基因组的角度了解该物种使专家能够强调可用于识别和跟踪不同物种的任何视觉差异，因为它们已被确认为遗传上不同。 该团队还调查了基因组是否包含线索，说明为什么这些蝴蝶有这么多物种，以及是什么让它们发育这么快。 虽然大多数蝴蝶有 31 条染色体，但他们发现在这些玻璃翅蝶中，染色体数量差异很大，在 13 到 28 条之间。 虽然它们具有基本相同的基因，但这些基因在每个物种中以不同的方式包装到染色体中，这一过程称为染色体重排。 这些染色体重排在交配时具有连锁反应。 为了繁殖，蝴蝶必须产生卵子和精子，但这依赖于此蝴蝶的染色体排列。 这意味着，如果两只染色体重排不同的蝴蝶交配，它们的后代将不育，因为它们将无法产生精子或卵子。 因此，蝴蝶进化出一种新机制，使用信息素来检测染色体排列与自身相匹配的潜在配偶，从而避免产生不育后代。 研究人员认为，高水平的染色体重排这些蝴蝶是它们快速形成新物种能力的关键，因为一旦种群改变其染色体数量并从而形成自己的物种，它就可以更快地适应不同的海拔或寄主植物。 为什么它们有如此高水平的重排仍然是个谜，科学家们正在努力揭开。 了解昆虫的快速辐射可能对保护研究、了解物种如何适应气候变化产生影响对农业和害虫防治可能产生的影响。 惠康桑格研究所和剑桥大学的第一作者 Eva van der Heijden 博士说：“玻璃翅蝴蝶是一群适应性极强的昆虫，大约 150 年来在生态学研究中一直很有价值。 然而，到目前为止，还没有遗传资源可以让我们可靠地识别不同的物种，而且很难监测和追踪一些你不容易识别的东西。 跟“这种新的遗传进化树和多个新的参考基因组，我们希望能够推进世界各地的生物多样性和保护研究，并帮助保护对地球许多生态系统至关重要的蝴蝶和其他昆虫。” 厄瓜多尔地区阿马佐尼卡·伊基亚姆大学的资深作者、 Caroline Bacquet 博士说：“拥有两组玻璃翅蝴蝶的参考基因组，机械和梅利纳亚，使我们能够仔细看看他们是如何适应与亲戚如此近距离的生活的。 这些蝴蝶肩负着通过表现出相似的颜色图案来抵御捕食者的责任，并且通过产生不同的信息素，它们可以成功地找到配偶并繁殖。 现在我们已经清楚地了解了玻璃翅蝴蝶的物种，我们可以寻找它们之间的特定标记或差异，从而在实地考察期间提供新的方法来追踪它们。 Joana Meier 博士，资深作者惠康桑格研究所表示：“我们正处于灭绝危机之中，了解新物种如何进化，并在某些情况下快速进化，对于保护物种非常重要。 将快速形成新物种的蝴蝶与其他没有形成新物种的蝴蝶进行比较，可以衡量这在昆虫中的普遍程度，并突出所涉及的因素。 反过来，这可以识别任何需要更密切保护的物种，并可能识别在适应过程中很重要的基因，并且可能用于农业、医学或生物工程。 如果没有全球合作，这项研究就不可能实现。 我们只有一个星球，我们必须共同努力理解和保护它。 这项研究是由一项大型国际合作促成的。 除了已经提到的那些之外，这项工作还包括美国哈佛大学、巴西伯南布哥联邦大学、德国布伦瑞克工业大学、约克大学、法国布里斯托大学圭亚那大学、秘鲁利马圣马科斯国立市长大学、巴拿马史密森尼热带研究所、美国佛罗里达大学和法国巴黎安的列斯群岛大学。 贡献者和隶属关系的完整列表可以在出版物中找到。 这项研究包括来自惠康和其他机构的资助。 资助致谢的完整列表可以在出版物中找到。