特產於東亞- 全球知名的夢幻物種「寬尾鳳蝶」身世大解密

今(104)年10月25日出刊的《公共科學圖書館》(PLoS ONE)中，全球知名的夢幻物種「寬尾鳳蝶」，在林務局的支持下，臺灣專精蝶類生態與分類的國立臺灣大學實驗林管理處吳立偉博士、國立臺灣師範大學生命科學系徐堉峰教授，與國立中山大學生物科學系顏聖紘教授團隊共同發表了寬尾鳳蝶的譜系關係與生物地理，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的祖先經白令海地峽播遷到亞洲的後代，解開了近一世紀以來寬尾鳳蝶身世謎團，這項研究成果引發世界各國矚目。 「國蝶」寬尾鳳蝶的發現與保育研究發展 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，分別是1889年在長江流域被發現的中華寬尾鳳蝶(Agehana elwesi)，和特產於臺灣，在1932年在宜蘭大同鄉首次採獲的臺灣寬尾鳳蝶(Agehana maraho)，有別於其他鳳蝶型態，兩種皆有後翅尾狀突起且兩條翅脈貫穿的獨特形態外觀。 臺灣寬尾鳳蝶素有我國「國蝶」的封號，牠是1936年被當時臺北帝國大學的松村松年博士置入「寬尾鳳蝶屬(Agehana)」這個新屬，種名maraho則源於泰雅族語中的「頭目」，顯示其在臺灣蝴蝶中的特殊地位。隨著臺灣蝴蝶標本工業的興起，成為許多標本收藏者心目中的頭號目標，早在日據時期1935年就以《史蹟名勝天然紀念物保存法》列為天然紀念物；光復後，於1988年依《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」，並在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，臺灣寬尾鳳蝶自此受到完善的保護，而免於滅絕的危機。 1966年，當時任教於宜蘭順安國小的廖有麟老師首次在太平山上發現僅攝食於臺灣檫樹的寬尾鳳蝶幼蟲，從此開啟了臺灣寬尾鳳蝶生物學的研究。1990年代長期倡議昆蟲保育的臺灣大學昆蟲學系楊平世教授與臺灣師範大學生命科學系徐堉峰教授兩團隊開始合作，進行長期的生態調查與復育研究。 在林務局與研究團隊合作，於2009年首次以粒線體DNA序列確認臺灣寬尾鳳蝶和中華寬尾鳳蝶的確有明顯遺傳區別；2011年則發表了臺灣寬尾鳳蝶的完整粒線體基因體資訊，發現為目前已知的鱗翅目昆蟲粒線體基因體中最長者，擁有高達1,270個鹼基對，有助後續對於基因體規模和形態、生理、行為之間的關聯性等相關研究。 東亞寬尾鳳蝶的起源大發現 林務局說明，中華寬尾鳳蝶與臺灣寬尾鳳蝶被發現已經超過一世紀，但是因為標本稀少，因此牠的起源以及與其它鳳蝶之間的關係未被學者仔細探索，甚至連臺灣寬尾鳳蝶是否為獨立物種也爭執了近70年。奠基於數十年寬尾鳳蝶研究的吳立偉、徐堉峰與顏聖紘等教授開始探索寬尾鳳蝶的起源，他們取樣了全球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，並根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。又根據譜系發育分析與DNA序列定年，獲得一項重要的推論:「寬尾鳳蝶係於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的，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」」。綜合其它具有類似分佈型式的生物地理研究顯示，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是相當頻繁的現象。 未來研究方向 林務局再次強調，這項研究揭櫫幾項重要工作方向，首先是政府長期支持學者進行基礎研究與田野調查的重要性；其次是標本典藏，如果沒有臺灣與國外博物典藏機構長期保存具有科學價值的標本，研究人員就不可能獲得地理分佈變遷與形態變異的資訊；再者是科學研究應如何回應大眾興趣與政策需求。因為有了更多深入的研究，在後續環境教育、科普教育，與各相關主管機關的政策推動上，才能夠以科學為基礎進行設計與決策。 由於寬尾鳳蝶與產於亞洲的麝鳳蝶外形相近，未來林務局將持續與研究團隊合作，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。 論文出處：Wu L-W, Yen S-H, Lees DC, Lu C-C, Yang P-S, Hsu Y-F (2015) Phylogeny and Historical Biogeography of Asian Pterourus Butterflies (Lepidoptera: Papilionidae): A Case of Intercontinental Dispersal from North America to East Asia. PLoS ONE 10(10): e0140933. doi:10.1371/journal.pone.0140933 http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0140933 附件：寬尾鳳蝶生態資料 臺灣寬尾鳳蝶 1.中名：臺灣寬尾鳳蝶、寬尾鳳蝶、闊尾鳳蝶、大尾鳳蝶 2.學名：Agehana maraho (Shiraki & Sonan, 1934) 3.英名：Broad-tailed swallowtail, Taiwan broad-tailed swallotail 4.分類：鱗翅目Lepidoptera，鳳蝶科Papilionidae 5.保育等級：瀕臨絕種野生動物 6.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。 7.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)臺灣檫樹(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。 8.棲地分布：臺灣特有種。分布於中北部及東部海拔500～2000公尺區域。 9.面臨問題：非法採集壓力、棲地破壞。