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北美直飛來台 學者證實「國蝶」寬尾鳳蝶為獨立物種

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北美直飛來台 學者證實「國蝶」寬尾鳳蝶為獨立物種
本報2015年11月28日台北訊,特約記者廖靜蕙報導 1932年7月,宜蘭縣大同鄉獨立山附近,宜蘭農林學校(今國立宜蘭大學)的日籍教師鈴木利一首次採集到寬尾鳳蝶,揭露了台灣寬尾鳳蝶的行蹤,並引起了廣泛的興趣及各種爭議。

在此之前,人們以為這種蝴蝶是中國特有的蝶種。

到底台灣的寬尾鳳蝶是獨立物種,還是來自中國? 美洲鳳蝶亞屬一員 冰河消退回不了家 最近這個問題終於獲得解答,在台灣幾個研究團隊共同合作下,完成了寬尾鳳蝶的譜系關係與生物地理研究,顯示寬尾鳳蝶和東亞的蝴蝶完全沒有血緣關係,而是在約1,800萬年前的第三紀中新世,由北美洲祖先經白令海地峽播遷到亞洲的後代。

這項研究成果近日發表於《公共科學圖書館》(PLoS ONE),解開台灣國蝶──台灣寬尾鳳蝶世紀之謎。

寬尾鳳蝶的祖先由北美洲經白令陸橋進入亞洲的示意圖 。

顏聖紘繪製;林務局提供。

這項研究是由台灣專精蝶類生態與分類的國立台大實驗林管處博士吳立偉、師大生科系教授徐堉峰,與中山大學生科系教授顏聖紘團隊,在林務局支持下合作完成。

研究團隊於2009年首次以粒線體DNA序列,確認台灣寬尾鳳蝶和中華寬尾鳳蝶的確有明顯遺傳區別;2011年則發表了台灣寬尾鳳蝶的完整粒線體基因體資訊,發現擁有高達1,270個鹼基對,是已知鱗翅目昆蟲中,粒線體基因體最長者。

這項發現有助於後續基因體規模和形態、生理、行為之間關聯性的相關研究。

研究團隊並探索寬尾鳳蝶起源,取樣全球86種鳳蝶,利用4組基因片段(共3,842個的鹼基對)重建親緣關係與歷史。

依據生物命名規約與系統分類學法則,長期被認為是東亞特有的「寬尾鳳蝶屬」,應當被視為「美洲鳳蝶亞屬(Pterourus)」的同物異名。

研究團隊又根據譜系發育分析與DNA序列定年,獲得一項重要的推論:寬尾鳳蝶是在1,800萬年前(新生代中新世早期),由北美洲經由白令海地峽來到亞洲;因為冰河消退、陸橋消失與長期以來的氣候變遷,使得寬尾鳳蝶與牠們的北美洲祖先在地理分佈上呈現「美洲-東亞隔離分佈格局」。

而這與其他分佈型式類似的生物地理接近,東亞與北美洲生物在漸新世至中新世的溫暖期間進行洲際播遷其實相當頻繁。

蝴蝶中的頭目 保護再保護 林務局表示,在全球超過550種的鳳蝶中,特產於東亞的寬尾鳳蝶只有兩種,分別為1889年在長江流域被發現的中華寬尾鳳蝶(Agehana elwesi),以及1932年在宜蘭大同鄉首次採獲的台灣寬尾鳳蝶(Agehana maraho);這兩種皆有後翅尾狀突起且兩條翅脈貫穿的獨特形態外觀。

而此特徵,也讓日本生物學者松村松年,1936年建立「寬尾鳳蝶屬(Agehana)」的新屬。

台灣寬尾鳳蝶的幼蟲。

攝影:呂晟智;林務局提供 台灣寬尾鳳蝶的成蟲。

攝影:呂晟智;林務局提供。

至於台灣寬尾鳳蝶的種名maraho,源於泰雅族語中的「頭目」,顯示其在台灣蝴蝶中的特殊地位。

1935年日本人以《史蹟名勝天然紀念物保存法》將其列為天然紀念物,是第一個列入天然紀念物名單中的台灣蝴蝶。

1988年政府依《文化資產保存法》指定為「珍貴稀有動物」,1989年再以《野生動物保育法》公告為「瀕臨絕種野生動物」,並於2000年將位於新竹縣五峰鄉及苗栗縣泰安鄉內,林務局轄管的國有林大安溪事業區第49林班劃設「觀霧寬尾鳳蝶野生動物重要棲息環境」,面積約55,991公頃。

1966年,當時任教於宜蘭順安國小的廖有麟,首次在太平山上發現僅攝食台灣檫樹的寬尾鳳蝶幼蟲,開啟了台灣寬尾鳳蝶生物學研究。

長期基礎調查、標本典藏立功 國蝶研究續行 1990年代,長期倡議昆蟲保育的台大昆蟲系教授楊平世與師大生科系教授徐堉峰,兩團隊開始合作,進行長期生態調查與復育研究。

林務局表示,這項研究揭櫫幾項重要工作方向,包括長期的基礎研究與田野調查、標本典藏的重要性,以及科學研究回應大眾興趣與政策需求的關聯。

由於寬尾鳳蝶與產於亞洲的麝鳳蝶外形相近,研究團隊將以擬態生物學為研究主題,深入分析寬尾鳳蝶的祖先到亞洲之後,如何受麝鳳蝶與掠食者天擇的效應而發生翅紋與翅形的戲劇性演化。

台灣寬尾鳳蝶生態資料 中名:台灣寬尾鳳蝶、寬尾鳳蝶、闊尾鳳蝶、大尾鳳蝶 學名:Agehana maraho (Shiraki & Sonan, 1934) 英名:Broad-tailed swallowtail, Taiwan broad-tailed swallotail 分類:鱗翅目Lepidoptera,鳳蝶科Papilionidae 保育等級:台灣特有種;瀕臨絕種野生動物 棲地分布:分布於中北部及東部海拔500~2000公尺區域。

面臨問題:非法採集壓力、棲地破壞。

形態特徵 前翅長48~65mm。

雌雄斑紋相似。

體色黑褐色。

翅背面底色呈褐色,後翅外側呈黑褐色。

後翅中室及其周圍有一片白色斑紋,沿外緣各翅室外側有一紅色弦月紋。

翅腹面底色較背面略淺。

後翅具有寬闊的葉狀尾突,其內有M3與Cu2兩條翅脈貫穿,由於世界上的600種左右之鳳蝶中只有本種與分布於大陸地區的中華寬尾鳳蝶(Agehana elwesi)擁有這種特徵,因而知名於世。

後翅不具有內緣褶。

成蝶斑紋與鳳蛾屬Epicopeia蛾類及麝鳳蝶屬Byasa的部份種類相似。

生態習性 棲息在有寄主植物生長的常綠闊葉林及常綠落葉闊葉混合林中。

成蝶發生期在三月至九月,成蝶有訪花習性,雄蝶會至溼地吸水。

雌蝶產卵於成熟葉片葉表,幼蟲孵化後取食樟科(Lauraceae)台灣檫樹(Sassafras randaiense)的葉片。

部分個體以蛹越冬,世代數不固定:非休眠的蛹在年內即可羽化,休眠的蛹則越年才會羽化。

資料來源:林務局提供 【論文連結】 - Phylogeny and Historical Biogeography of Asian Pterourus Butterflies (Lepidoptera: Papilionidae): A Case of Intercontinental Dispersal from North America to East Asia 【延伸閱讀】 - 構樹遺傳多樣性成重要拼圖 學者證實南島語族「出台灣說」 View the discussion thread.