ヘリコニウス・メルポメネ

ヘリコニウス属の幼虫は単食性と呼ばれる行動を示し、^{[ 12 ]}これは、特定の種類の植物、具体的にはパッシフローラ属の植物のみを食べることを意味します。H .  melpomeneでは、宿主植物はPassiflora oerstediiとPassiflora menispermifoliaに限られます。パッシフローラ属の種は多くの化学防御を進化させてきましたが、ヘリコニウス属の幼虫は、植物を食べ続け、実際に毒性化合物を体内に取り込んで捕食者にとって不味くする適応を発達させてきました。これらの相互作用により、ヘリコニウス属とパッシフローラ属は共進化の研究のモデルシステムとなっています。^{[ 13 ]}

メスのH.  melpomeneチョウは、前脚にある化学受容体を使って対応する化学物質を識別することで宿主植物を認識します。植物を探すとき、チョウは植物に脚を叩きつけて、植物が放出する化学物質を検出します。正しい宿主植物を見つけると、若い葉に卵を1つずつ産み付けます。^{[ 16 ]} H. melpomeneの幼虫は特定のパッションフラワー属植物のみを食べるように適応しているため、正しい宿主植物を見つけることは非常に重要です。 ^{[ 12 ]}

Heliconius  melpomene は、姉妹種であるH.  eratoと共進化し、それぞれが似たような鮮やかな色彩パターンを発達させた。^{[ 1 ]} H. melpomene のパターンは、H. erato の27 亜種のうち少なくとも 20 亜種に対応している。^{[ 20 ] [ 21 ]}この色彩は、潜在的な捕食者に対して、蝶が不味く避けるべきであることを警告するものであり、これは警告色の一例である。両種ともこの刺激的な味を持っているため、ミュラー型擬態として知られている現象を示す。容易に混同される色彩にもかかわらず、これら 2 種は同じ生息域で共存できるのは、個体間の識別を容易にする蝶の目の適応により、生殖的に隔離されているためである。^{[ 1 ]}

オスとメスの両方が、捕食を防ぐために、人間が触れると感知できるほどの強い臭いを発します。さらに、H.  melpomeneチョウは、幼虫期と成虫期の両方でシアン配糖体を生成することにより、鳥などの捕食者にとって不味いものになります。 ^{[ 22 ]}これらの配糖体は、草食動物に対する防御としてこれらの化合物を生成する宿主植物を食べることによって昆虫の体内に取り込まれます。

ヘリコニウス属の個体は、採餌後に毎晩戻る大きな集団ねぐらを形成します。 ^{[ 23 ]}この行動の理由は、最近までよく解明されていませんでしたが、蝶の大きな集団が捕食者からの保護を提供していることが判明しました。蝶がこれらの集団でよりよく生き延びる理由は 2 つあります。第一に、獲物の希釈効果により、その地域にいる他の個体の数が多いため、特定の個体が食べられる可能性が低くなります。第二に、鮮やかな色の個体が集まることで、警告色がより目立つようになり、捕食者を遠ざける可能性が高くなります。^{[ 23 ]}

近縁種との生息域の重複のため、H.  melpomene は、これを阻止するための適応にもかかわらず、自然界で交雑することがあります。 ^{[ 24 ]} H.  melpomeneとH.  cydnoの交雑によって生まれた雌は不妊です。雑種の雄は不妊ではありませんが、交雑した種の中間的な模様を示すため、どちらの種からも配偶者として認識される可能性は低いです。さらに、両性の模様は擬態的ではないため、捕食者から嫌悪の表明として認識されることはありません。したがって、H.  melpomeneと他のHeliconius種との交雑によって生まれた雑種は適応度が低く、存続する可能性は低いです。^{[ 24 ]}

Heliconius melpomeneとHeliconius pardalinusの交雑により、 Heliconius elevatusという雑種が生じた。^{[ 25 ] [ 26 ]}

H.  melpomeneの亜種には以下が含まれます: ^{[ 27 ]}

• H. m. aglaope (C. & R. Felder, 1862) (エクアドルとペルーのアマゾン山麓)
• H. m. amandus (Grose-Smith & Kirby, 1892) (ボリビア)
• H.M.アマリリス(C. & R. フェルダー、1862 年) (ペルー、タラポト渓谷)
• H. m. cythera (Hewitson, 1869) (エクアドルの西斜面)
• H. m. euryades (Riffarth, 1900) (ペルー南東部)
• H. m. malleti (Lamas, 1988) (アマゾン西部)
• H. m. melpomene (Linnaeus, 1758) (南米北部沿岸、パナマからアマゾン川まで分布)
• H.M.メリアナ(ターナー、1967) (ギアナ)
• H. m. nanna (Stichel, 1899) (ブラジルの大西洋沿岸森林)
• H.M.ペネロペ(シュタウディンガー、1894 年) (ボリビア)
• H. m. plesseni (Riffarth, 1907) (エクアドル東部アンデス山麓)
• H. m. rosina (Boisduval, 1870) (中央アメリカ)
• H. m. thelxiope (Hübner, [1806]) (ブラジル東部、アマゾン川以南)
• H.M. vicinus (Ménétriés、1847) (リオ・ネグロ、ブラジルおよび南ベネズエラ)
• H. m. vulcanus (Butler, 1865) (チョコ地方（コロンビア西部斜面）)
• H. m. xenoclea (Hewitson, [1853] (リオ・ペレネ、ペルー東部)

H.  melpomeneのオスは、配偶者を探す際に、生息域を飛び回りながら潜在的な配偶者を探すパトロール行動を示す。^{[ 24 ]}これには、 H.  melpomeneのメスを他の種のメスと区別する能力が必要であり、これはこの蝶の重要な適応である。

オスのH.  melpomeneは、メスを掴んで強制的に交尾するために腹部に把持器を持っています。 ^{[ 28 ]}交尾中、オスは精包に栄養分を注入します。メスはこの婚姻贈与を利用して体内の受精卵を養うことができます。精包に加えて、オスは他のオスに対して抗媚薬となるフェロモンをメスに送ります。これにより、メスが他のオスと交尾するのを防ぎ、メスの卵を受精させるために最初のオスの精子のみが使用されるようにすることで、オスの繁殖成功の可能性が高まります。フェロモンはオスのみが生成し、他のオスに自分を識別するために分泌されるため、抗媚薬はメスをオスのような匂いにすることで作用します。^{[ 28 ]}一定期間が経過するとフェロモンは消え、メスは再び交尾できるようになり、生涯を通じて数回交尾します。^{[ 17 ]}

紫外線検出遺伝子の重複により、H.  melpomene の個体は他のチョウの種よりも幅広い黄色の色合いを区別することができる。^{[ 3 ]}さらに、交尾相手を探す際、チョウは翅の模様の微妙な変化を検出することで、同種と雑種および異種を区別する。これらの適応により、チョウは遺伝的にコストのかかる交尾相手を避けることができる。なぜなら、このシステムでは雑種の雌は不妊であり、雑種の雄は分断的性選択により適応度が低いからである。^{[ 3 ]}

H.  melpomeneの両性の蝶は後脚に味覚受容体を持っていますが、前脚に受容体を持っているのは雌の蝶だけです。これは性的二形の一例です。味覚受容体は両性の蝶が食物や配偶者を見つけるために使用しますが、雌は卵に適した宿主植物を見つけるためにもこの感覚を使用します。^{[ 16 ]}これらの味覚受容体は、パッションフラワーとの共進化により高度に特殊化されています。