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[科普中國]-帝王蝴蝶

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帝王蝴蝶(Monarch butterfly)是在北美很常見的一種大型蝴蝶。在澳大利亞,這種蝴蝶被叫做Wanderer Bufferfly,也是一種非常常見的蝴蝶。在北美洲,帝王蝴蝶通常要飛行3000千米到目的地繁殖1。

簡介帝王蝴蝶可能是世界上知名度最高的蝴蝶。原因有二:一是因為帝王蝴蝶非常漂亮,被稱為世界上最好看的蝴蝶。 二是因為帝王蝴蝶是唯一的一種遷徙性的蝴蝶。它們每年會飛行上千公里躲避北美的嚴寒。這種習性在昆蟲里是獨一無二的。

習性特點每年秋季,絕大部分帝王蝴蝶辯便從落基山出發(fā),開始了長達3000公甩的長途旅行,向墨西哥中部進軍。它們先借助于上升的熱氣團登上理想的高度,然后隨氣流向墨西哥飛去,它們利用氣流滑翔的技藝超群。以致于抵達器西哥時,非但身體沒有減輕,反而沿途逐步有所增加。它們可以貼近地面飛行,也可以上升到200高度,這相當于許多輕型飛機的平均飛行高度,它們拍打翅膀飛行時,時速為18公里。它們的翼展開只有10厘米,所以很少受風的剪應力的影響2。

分布范圍帝王蝴蝶主要在北美和中美洲之間遷徙。一些會穿過大西洋,到達非洲和葡萄牙附近的島嶼。而另一些蝴蝶會直接飛到意大利。

每到秋天,大批的帝王蝴蝶從北美的東部和西部出發(fā),往南飛行。冬天它們到達佛羅里達、加利福尼亞和墨西吁,生活在前一年它們的祖先柄息的樹上,三月份,帝王蝴蝶會向北飛行2897千米之遠,在那里產(chǎn)卵和等待死亡,當卵孵化時,生命的周期開始新的循環(huán)。一個月大的蝴蝶會根據(jù)季節(jié)來決定繼續(xù)留在北方還是去南方3。

遷徙每年冬天來臨的時候,帝王蝴蝶就從加拿大和美國北部起飛,成千上萬地聚集在一起,長途遷徙到溫暖的墨西哥冷杉林中過冬,然后再返回加拿大。

加拿大圭爾夫大學一項最新的研究顯示,一些產(chǎn)于美國北部的帝王蝴蝶直接向東飛,它們越過阿巴拉契亞山脈,并定居在東部海岸。先前,科學家認為大部分的帝王蝴蝶直接從美國海灣濱海地區(qū)向北方遷移。 研究結果發(fā)布在最近一期的科學雜志Biology Letters上。這是一項具有突破性的發(fā)現(xiàn)。

東部海岸的蝴蝶容量與山脈另一邊的蝴蝶產(chǎn)量密切相關。帝王蝴蝶每年遷徙數(shù)千公里越冬,在這個過程中需要在不同的地域繁殖多代。先前就有生物學家猜測,帝王蝴蝶會從墨西哥自西向東飛,越過阿巴拉契亞山脈。但是一直沒有證據(jù)支持這一論斷。而這項研究則提供了第一個證據(jù)。

在2009年6月和7月,研究人員從緬因州到弗吉尼亞州之間的17個區(qū)域收集了90個帝王蝴蝶的樣本。同樣,在同年5月到7月,他們采集了180個乳草屬植物的樣本,在東部海岸的36個區(qū)域。然后使用氫和碳的同位素測量確定帝王蝴蝶出生時間和地點。植物中的同位素值在縱向呈現(xiàn)不同變化,也能在蝴蝶的翅膀中檢測到。

研究人員發(fā)現(xiàn)88%的帝王蝴蝶樣本源于中西部五大湖區(qū)域。這就是說,這些東部海岸的"移民"是在五大湖區(qū)域孵化,然后向東遷移的。這項研究表明,我們需要關注五大湖區(qū)域以保護東部海岸帝王蝴蝶的數(shù)量。

本詞條內容貢獻者為:

張巖 - 副研究員 - 北京大學分子醫(yī)學研究所