撲花蝴蝶杳無蹤 花粉定序現蹤跡

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當蝴蝶等昆蟲以花蜜為食物時,花粉會沉積在它們的身體上,並隨著牠們的遷移而長距離運輸。過去科學家透過捕獲標記實驗或使用無線電跟踪器的遙測來研究牠們的遷移距離,但因標記個體的重新捕獲率極低,以及發射機的重量和追蹤器的電池壽命短,僅能在短距離內跟踪。

近日,由波蘭科學院植物研究所、巴塞隆納自治大學、西班牙演化生物研究所組成的研究團隊開發一種昆蟲運輸的花粉的 DNA 宏觀編碼分析(metabarcoding analysis),能容易地研究昆蟲的遷移運動。人們僅需小的 DNA 片段,就能辨識花粉所屬的植物物種,類似於條碼,接著研究檢測到的植物物種的地理分佈,就能可以推斷昆蟲進食的地方,進而推斷其遷徙路線。該研究刊登於《Molecular Ecology Resources》。

過去使用光學和電子顯微鏡來觀察花粉並將其進行分類通常是不可能的,因為它需要大量的時間投入,並具有分類學方面的專業知識。然而,次世代定序(NGS)的發展使得人們更容易對來自不同個體的花粉樣本中存在的遺傳物質進行大規模定序。

該研究團隊在春天於西班牙地中海沿岸捕獲 47 種彩繪女士蝴蝶(Vanessa cardui),並研究其身上的花粉,目的是測試獲得的 DNA序列是否來自地方性非洲植物物種,以及定位出蝴蝶的遷移路徑。然後,他們進一步研究發現,共有157種植物的花粉,來自於23 種不同級別,絕大多數花粉確實來自於非洲,而非歐洲。

該研究結果首次證明了遷徙昆蟲的橫貫授粉是可能的。在野生植物和栽培植物中都要考慮該一現象,就算來相隔非常遠的植物都能夠混合在一起。對此,該文章共同作者 Gerard Talavera 研究員表示,因為他們仍然不太了解昆蟲遷移對生態系統和疾病傳播的影響,而希望透該研究開闢了一條新的研究路線,有助於澄清哪些昆蟲遷移,它們遵循哪條路線以及何時進行。

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參考資料:
1. Molecular Ecology Resources, 2018; DOI: 10.1111/1755-0998.12948
2. https://www.britishecologicalsociety.org/pollen-dna-insect-migratory-routes/

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