看着蝴蝶从蛹中破茧而出,足以让最疲惫的心灵也焕发好奇。但我们很少有机会看到蛹变态过程的幕后景象。目前的方法依赖于解剖蛹,或者充其量是染色(从而杀死它)并使用 X 射线来观察内部。
现在,科学家们已经研究出如何使用 CT 扫描仪(常用于医疗环境进行高能 X 射线检查)来观察活蛹的内部。他们制作了这段令人印象深刻的延时视频,揭示了隐藏在内部的景象。
研究的蛹是Vanessa cardui,注定要变成红蛱蝶。在 13-16 天的化蛹期间,九个蛹中的每一个都被扫描了几次。由于这些昆虫天生对辐射具有高度耐受性,且剂量较低,因此超过一半的蛹存活下来并孵化。
其中一个样本因拥有最完整的扫描集而脱颖而出。这是它发育过程的两个视图。
首先是实际的 X 射线图像。到第 15 天,成年蝴蝶的形状已经可以辨认。它的眼睛在底部;它的触角、喙和腿沿着腹部折叠起来。
其次,是它两个器官系统(呼吸和进食)发育的动画。
蓝色的是昆虫的呼吸系统。毛毛虫和成年蝴蝶都通过称为气门的微小毛孔呼吸。从每个气门出发,蓝色的管道(称为气管)将氧气输送到蛹内部。绿色的是昆虫的气腔,它与气管协同作用,功能类似于肺。
红色的部分是中肠,相当于昆虫的胃。毛毛虫需要一个大的中肠来消化它们吃的大量植物材料,而蝴蝶只吃花蜜和其他液体,需要一个小的多的中肠。在视频中可以看到中肠迅速从毛毛虫的大小缩小,到第 7 天,已经达到成年蝴蝶最终较小的形状。
最后,在发育后期,在蛹的后部出现橙色的马氏管——也就是它的排泄系统。
扫描尚不能看到蛹的肌肉或神经系统,这将为蛹内部发生的事情提供更多额外的见解。为此,我们必须等待续集。这些结果今天发表在《英国皇家学会界面杂志》上。














