金斑蝶,又名桦斑蝶,是被人类最早记录的一种的蝴蝶,考古学家在3500年前的古埃及壁画中就发现有这种蝴蝶的图案。这种蝴蝶在亚洲和非洲都分布,但是在非洲的金斑蝶更引人注目,不仅因为它们翅膀上的斑点形状种类繁多,更重要的是:这种金斑蝶种群中没有雄性。

这个现象之前让科学家们都摸不着头脑,后来他们发现,这一地区所有的雌性蝴蝶都感染了一种螺原体细菌。
当这些雌性蝴蝶与其他外来的亚种雄性蝴蝶交配后,这种细菌会杀死所有还未出生的雄性,只有雌性能活下来,所以这种蝴蝶的种群中只有雌性。
这也是为什么非洲金斑蝶翅膀上的斑点形状如此繁多的原因。
然而,科学家们还不清楚,细菌这是如何影响雌性蝴蝶的颜色模式的。为了揭开这个问题的答案,这项由爱丁堡大学领导的国际研究分析了细菌的整个DNA和雌性蝴蝶的染色体。这项新研究最近发表在《公共科学图书馆生物学》(PLOS Biology)杂志上。

研究结果表明,这种细菌只允许拥有一种特定的颜色模式基因的胚胎存活,而这种基因总是从母蝶传给雌性后代的。
但是奇怪的是,雌性后代翅膀上的斑点形状更像父亲的,而不是母亲的。
来自英国埃克塞特大学的理查德·弗伦奇·康斯坦特教授(Professor Richard ffrench-Constant)说:“这种感染在这种蝴蝶身上造成了一种奇怪的情况,东非的蝴蝶种群主要是雌性,它们依靠外来的雄性繁殖。这些外来的雄性蝴蝶没有儿子,但它们所有的女儿都长得跟它们一样……”

尽管进行了50年的研究,科学家们直到现在仍然困惑,为什么这个只有女性的群体会呈现出独特的、耀眼的、随季节变化的颜色模式。
通常,每个亚种都有一个可识别的颜色模式,用来警告捕食者它们是有毒的。
先前的研究还发现,雌性的彩色染色体已经附着在雌性的性染色体上,在蝴蝶中称为W染色体。通过对DNA进行测序,研究人员发现了一种新的融合染色体,称为neo-W,正是它改变了颜色模式。研究发现,雌性金斑蝶身上的这些基因通常会被来自父亲的基因所覆盖。

简单来说就是雌性的性染色体上本来就有决定翅膀上的斑点形状的基因,但是这些基因被来自父亲的基因覆盖了,所以它们才总是像父亲。
风型的季节性波动,被认为会影响到哪些雄性外来亚种最终来到这个地区,从而导致雌性后代的颜色模式发生变化。尽管它们总是像父亲,但细菌受感染的杂交雌性后代无法生育出雄性,代表着父亲的基因只有死路一条,它们的颜色模式基因在被消灭前只能存活一代。

爱丁堡大学生物科学学院的西蒙·马丁博士(Dr. Simon Martin)说:“新染色体的出现和传播相对较快,加上蝴蝶的生命周期较短,使我们能够几乎实时地研究微生物是如何改变蝴蝶的进化的。我们不断发现微生物操纵宿主的新方法,而对雄性的消灭只是其中一个例子。”
“这让你知道,其他生物甚至人类的进化,在多大程度上受到了这种看不见的力量的影响。”别看细菌如此小,如此不起眼,它们有时候能影响一个物种的进化过程。

|