(上次更新: 2022-07-19)

前言

翠凤蝶亚属(Achillides)一直是蝴蝶爱好者着迷的类群之一。在中国，最常见的除了碧凤蝶(Papilio bianor)，便是分布在山区的绿带翠凤蝶(Papilio maackii)。两者在盛夏发生的时候数量极为可观，实是大众蝶。稍罕为人知的是，绿带翠凤蝶在西南山区（横断山脉，云贵高原)有一个后翅带白斑的姐妹种Papilio syfanius(西番翠凤蝶)。因为世界上绝大多数翠凤蝶都是乌黑底色，syfanius白斑的表型是这个种独有的特征，而其数量也相对稀少，分布和发生都很局限，所以我们对它的了解十分有限，因此，syfanius备受世界各地收藏者的追捧，同时还吸引了分类学家对它的关注。

(左: 绿带翠凤蝶 P. maackii；右：西番翠凤蝶 P. syfanius)

2010年以来，有若干证据表明maackii和syfanius关系十分紧密，如：

  • 线粒体DNA在二者之间几乎相同，无法通过简单快速的分子办法区分（如DNA barcoding）
  • 横断山脉东侧存在两者杂交的种群，而且翅膀花纹有介于两者之间的过渡型
  • 幼期和蛹的形态十分相似

因此，最新的蝴蝶分类系统里已经将syfanius并为maackii下的一个高原亚种。在蝴蝶圈中一般简单地说“他们的基因几乎完全相同”。其实这里说的基因只包括线粒体DNA的一小段以及少数几个分布在细胞核里的基因，加起来还不到整个基因组的1%。因此，严格来说，我们并不知道他们的基因是不是几乎完全相同。

我们经过测试比对两者在全基因组上的差异，发现：虽然线粒体DNA几乎没有区别，但是核基因组上存在大量差异。尤其是两者的性染色体（Z染色体）上的DNA片段几乎完全不同。它们核基因组上的差异水平一般只有在不同蝴蝶物种间才能看到。

我们也怀疑线粒体DNA可能原本存在相当大的差异，但两者在开始杂交后其中一个物种的线粒体取代了另外一个物种的线粒体，导致现在观察不到任何区别。幸运的是，核基因组上大量的证据表明他们之间存在足够的生殖隔离。

因此，从分类学上来说，两者正好处于物种分化的一个过渡期。在这个时期一般会发生以下几件事情：

  • 存在杂交，但是一部分基因被交换（如线粒体），但有另一部分基因因为参与的生殖隔离所以留在本来的物种界限内（如性染色体)
  • 生态学上可能存在很多重要差别（如syfanius喜高原，白斑可能参与拟态麝凤蝶，绿带翠凤蝶喜低地，没有任何白斑）
  • 两者在杂交的种群中可能并不是随机交配（目前还没有这方面的数据)

对于分类本身，在物种分化的过渡期到底是算两个物种还是一个物种也许不重要（我个人支持把他们分开），而描述清楚这个过程才是最有趣的部分。

文章

Xiong, T., Li, X., Yago, M. and Mallet, J., 2022. Admixture of evolutionary rates across a butterfly hybrid zone. eLife, 11, p.e78135.

本文开源：（链接).

具体结果

1. 高度分化的核基因组

2. 杂交和熵：如何从少量深度测序的基因组样本中提取生殖隔离的信息

3. 低海拔=高速分子演化 vs 高海拔=低速分子演化

4. 生殖隔离，基因流，以及不同演化速度的融合