蝴蝶的工作原理

蝴蝶从幼虫开始它的生命，它从卵中孵化出来，贪婪地吃东西，最终蜕皮露出一个蝶蛹．蛹是一个保护壳，毛毛虫在里面变成蝴蝶。等蝴蝶出来的时候，或者ecloses它看起来不太像形成蛹时的样子。它的身体有相同的基本部位——头、胸和腹部——但大多数相似之处仅限于此。

伴随着它长鼻蝴蝶是一根长长的吸管，用来喝水。蝴蝶的许多感觉器官都长在头上。这些包括:

然而，蝴蝶的感觉器官并不都在头上。蝴蝶的六条腿都与胸部相连，它们的末端都是味觉器官，用来寻找食物。当蝴蝶的腿碰到好的食物源时，反射作用会使它的长鼻展开。这让蝴蝶取回并吞下食物，食物在蝴蝶腹部的器官中被消化。蝴蝶的生殖器官也位于腹部。

蝴蝶最引人注目的解剖学特征是它的翅膀。它们是由一种非常薄的透明材料制成的几丁质伸展在一系列脉状结构上。的根本更接近蝴蝶的头部，大致呈三角形。的hindwings靠近尾巴，形状像扇子或贝壳。

颜色和图案来自于层层微小的尺度．很容易认为它们与鱼鳞相似，但它们的结构更像短小的毛发。这些鳞片保护翅膀并提供绝缘。通常，蝴蝶翅膀顶部的鳞片是鲜艳的颜色，而鳞片和底部是有图案的伪装．

起初，翅膀又湿又皱。当蝴蝶从蛹中出来时，它必须将它们扩张并晾干。为了做到这一点，它用自己的身体作为泵，迫使液体通过一系列管状静脉。这有点像给气球充气——当静脉充满液体时，它们会慢慢拉伸翅膀的表面。

这只是蝴蝶一出来就必须做的事情之一，为它的飞行生涯做准备。蝴蝶还必须清除变形过程中产生的废物和作为毛毛虫的最后一餐的残留物。这种浪费被称为胎粪，它有一个鲜红色，通常是血的外观。然后，蝴蝶必须彻底清洁它所有的感觉器官，这样它才能找到食物。最后，它必须让它的长鼻正常工作。当蝴蝶出现时，它的长鼻是分开的两部分，用小钩子和条纹连接在一起。蝴蝶必须弯曲和扭转它的两半长鼻才能形成一个饮水管。

所有这些工作都发生在蝴蝶起飞之前，而且还不止于此。

蝴蝶的身体能否正常运作很大程度上取决于天气。强风和雨滴会损坏蝴蝶的翅膀。由于蝴蝶没有办法修复翅膀的损伤，当它们感觉到天气变化预示着暴风雨即将来临时，它们通常会寻找庇护所。但是温度比雨水和冰雹的威胁更大。

蝴蝶的身体在大约82华氏度(28摄氏度)的内部温度下工作得最好。蝴蝶的翅膀动不了肌肉如果它们太冷，就无法寻找食物或逃离捕食者。许多蝴蝶用翅膀上的颜色作为颜色警告对于捕食者来说——它们迅速闪现出明亮的颜色或生动的、像眼睛一样的图案来惊吓捕食者，然后飞走。蝴蝶也可以用它们的颜色来警告捕食者化学防御，例如毒素或恶臭化合物。在非常寒冷的天气里，蝴蝶不能做这些。

与哺乳动物不同的是，除了极端温度，哺乳动物通常可以保持体温稳定，蝴蝶必须利用周围环境来控制体温。保暖是很棘手的。晚上，蝴蝶栖息或者躲起来，以保护自己不受气温下降的影响，但白天的情况就不一样了。

白天，你可以看到蝴蝶姥张开翅膀，捕捉太阳的温暖。在更寒冷的温度下，蝴蝶还可以把翅膀用作反射器，部分张开翅膀，将阳光聚焦到它们的胸部，翅膀肌肉附着在那里。有时，蝴蝶会在温暖的岩石上休息，吸收下面的热量。如果天气太热，蝴蝶就会把翅膀折平，这样就能飞太阳击中翅膀的窄边，而不是宽边。

有时候，太阳提供的热量不足以让蝴蝶动起来。当这种情况发生时，蝴蝶可以向每个方向轻微地移动翅膀，逐渐使肌肉变暖。这个动作很像你的身体在寒冷的天气里颤抖来保暖。最终，蝴蝶的肌肉热身，它就能飞了。

蝴蝶一旦在空中就会一直担心温度。当凉风吹过蝴蝶的身体时，蝴蝶的身体会变得更冷，就像你吹一勺热汤的表面，它就会变冷一样。这就是为什么蝴蝶经常在非常凉爽的日子里短暂而快速地飞起来。蝴蝶会温暖自己，直到它准备飞，迅速移动到下一个花或晒太阳的地方，并开始再次温暖自己。

并不是所有的蝴蝶之旅都是从一朵花跳到另一朵花。超过200种蝴蝶会进行长距离迁徙。最有名的是帝王蝶，它的旅程是过冬的理由在加利福尼亚和墨西哥经历了几个阶段，涉及了几代蝴蝶。

花蜜是蝴蝶的主食。在植物界，花蜜是对授粉动物的奖励，包括蝴蝶和蜜蜂蜜蜂．开花植物会产生花蜜供昆虫食用，作为交换，昆虫会传播花粉，使它们得以繁殖。虽然有些昆虫，比如蜜蜂，有很多适应性，让它们能够携带很多花，但很多蝴蝶却没有。事实上，一些蝴蝶根本不传播花粉——它们只采集花蜜，而不帮助植物交换。从这个意义上说，蝴蝶可以是寄生虫。

我们很容易把蝴蝶想象成娇弱的昆虫，在花丛间飞来飞去寻找花蜜。它们的长喙使它们能够深入到花中，采集花蜜。乍一看，鼻子似乎不适合食用任何其他类型的食物。虽然含糖的花蜜确实是蝴蝶的主要能量来源，但它们还有很多其他的饮食需求。蝴蝶需要营养和矿物质来飞行和繁殖，而这些物质在花朵产生的甜味液体中是不存在的。

有些蝴蝶也吃水果。有些蝴蝶会刺穿水果的表皮，把里面的汁液吸干。还有一些人喝腐烂水果表面的汁液。喜欢喝新鲜水果的蝴蝶有时有尖尖的长鼻，这样更容易刺破水果的皮。

获得足够的矿物质和盐需要其他食物来源，包括尿液、粪便和站立水．这就是为什么你经常会看到很多蝴蝶在很浅的、平静的水中喝水。这些水从它下面的土壤中吸收了矿物质，蝴蝶需要这些矿物质来补充它们的饮食。这种行为叫做捣成糊状．有时，蝴蝶会从水坑飞走，几秒钟后又飞回来——这可能会扰乱水，把更多的矿物质带到水面上。如果周围没有水，蝴蝶可能会把水反刍到土壤中，然后喝水，希望能获得矿物质。

所有这些行为都指向了蝴蝶生命的主要目的——繁殖。继续往下读，了解交配仪式以及雄性蝴蝶是如何帮助雌性蝴蝶产卵的。

蝴蝶的一生有四个阶段。它开始于蛋通常附着在叶子的下面。蛋孵化成蝴蝶的蛋幼虫形态——毛毛虫。毛毛虫的工作是在变成蝴蝶的过程中消耗足够的食物来维持自己。这种转变发生在蝴蝶的体内蛹的阶段，蝴蝶在蛹里的时候。最后,一个成人蝴蝶破蛹而出。蝴蝶幼虫是为了吃而生的，而成虫是为了交配而生的。

蝴蝶以其他动物的方式繁殖——雄性的精子与雌性的卵子受精。同一物种的雄性和雌性通过翅膀的大小、颜色、形状和静脉结构来识别彼此，所有这些都是物种特有的。蝴蝶也能通过彼此认出对方信息素，或气味。在交配过程中，雄性用腹部的器官来抓住雌性。

许多雄性蝴蝶不仅仅向配偶输送精子。大多数提供精原细胞其中含有雌性产卵所需的精子和营养物质。一些雄性会收集特定的营养物质，以产生更好的精包囊，以吸引配偶。然而，一些雌性没有选择——在一些物种中，雄性在离开蛹之前就与雌性交配，或者在蛹中聚集，等待雌性的出现。在大多数物种中，雄性和雌性看起来很像，但雌性通常有更大的腹部来携带卵子。

雌性将精子储存在一个叫做囊直到她准备好产卵。她在产卵时，用她最先得到的最后一个精子使卵子受精。出于这个原因，某些物种的雄性会在雌性的腹部留下一种干燥的物质，形成一层薄膜，以防止她与其他雄性交配。雌性产卵一次一个或分批产卵数百个，这取决于它们的物种。

蝴蝶产卵时必须特别小心。蛋必须保持温暖和正确的位置湿度的水平。水分过多，鸡蛋会腐烂或受到真菌的侵袭。如果太少，鸡蛋就会变干。毛虫一孵化就需要开始进食，所以大多数情况下，雌性毛虫会把卵直接放在毛毛虫会吃的植物上。通常情况下，卵附着在叶子的下面，所以它们不被捕食者发现。一些蝴蝶物种利用捕食者的巢穴，如蚁丘，作为保护，用捕食者用来识别彼此的信息素伪装它们的卵。

尽管雌性蝴蝶竭尽全力保护自己的卵，但很少有蝴蝶能活到成年。蚂蚁、鸟类和其他动物自己也能吃虫卵，而毛毛虫和蝴蝶是鸟类和其他动物很受欢迎的零食蝙蝠．有些昆虫还潜伏在花里或花周围，捕食成年蝴蝶。蝴蝶的蛹也几乎没有防御天敌的能力。而且，在生命的各个阶段，蝴蝶都可能死于真菌和疾病。

如果你看过著名的年度君主的照片迁移，你可能会认为帝王蝶数量众多，没有危险灭绝很快就会。然而，在受保护的蝴蝶生物圈保护区，也就是帝王蝶越冬地的一部分，非法砍伐威胁着蝴蝶的生存。没有大量的树木在它们的越冬地，帝王蝶没有地方hibernate或者开始繁殖下一代蝴蝶。

栖息地的丧失对其他蝴蝶种群是一个严重的威胁，不仅仅是在越冬地。城市化和发展会迅速破坏毛毛虫赖以生存和蝴蝶产卵的植物。此外，有些人认为毛毛虫是害虫，特别是当它们破坏精心培育的植物的叶子时。出于这个原因，有些人会杀死花园里的毛毛虫，防止它们长成蝴蝶。

虽然蝴蝶显然不是大型猎物，但人类的捕猎对它们的数量产生了影响。有些物种是非常珍贵的收藏家过度采集导致了它们的数量急剧下降。例如，有几种燕尾鱼被列入美国鱼类和野生动物管理局的濒危物种名单，部分原因是过度收集。

杀虫剂是另一个主要的蝴蝶威胁——成年蝴蝶对它们极其敏感。但是让杀虫剂远离蝴蝶的食物来源说起来容易做起来难。风可以把农药吹到远离产地的地方，污染蝴蝶的栖息地。出于这个原因，那些想要鼓励蝴蝶生活在他们的院子和花园里的人应该依靠自然形式的害虫控制，比如鼓励吃害虫的昆虫的存在。

幸运的是，只要有食物、水和合适的植物，蝴蝶可以在温室和其他室内场所生活和生长。这使得自然中心和其他设施有可能照顾蝴蝶和教育人们，以及尝试保护一些蝴蝶物种。然而，尽管有这些努力，栖息地的丧失和农药的使用将继续威胁着全世界的蝴蝶。