神奇的帝王蝶

章 江/编译

神奇的帝王蝶

章 江/编译

靠几代完成远征

在自然界，动物迁徙颇为壮观。每年七八月份，超过百万的角马和斑马在非洲的大草原上奔驰往返，而5～7月，南非南部海岸的数亿条沙丁鱼的迁徙令人叹为观止。今天我们要说的是一场空中大迁徙。每年10月底至次年3月初，千万只帝王蝶将完成一次飞越4 500多千米的长途旅行。

帝王蝶学名“黑脉金斑蝶”，栖息在北美地区，体形硕大，色彩斑斓，是地球上唯一的迁徙性蝴蝶。加拿大昆虫学家弗雷德·厄克特研究帝王蝶的迁徙秘密，坚持了38年。1976年8月，他的研究结果在美国《国家地理》杂志上发表后震惊了生物界，被称为“20世纪昆虫学的发现”。厄克特指出，帝王蝶像众多鸟类一样会南北迁徙，大致路线有两条。主要的一条是东线，由过冬地的墨西哥中部山区的米乔坎州穿越美国到达五大湖区及美国的东北部和加拿大的东部；另一条为西线，由墨西哥的下加利福尼亚半岛和美国的加州南部穿越美国到达加拿大。

帝王蝶迁徙是为了生存及繁衍，因为沿途有它们赖以为生的乳草属植物。这种植物除了提供它们食物之外，还含有一定的毒素。帝王蝶吃了之后会变得有毒，能有效抵御鸟类和老鼠的袭击，这些天敌进食之后会有不良反应，在一定程度上确保了迁徙的安全。

最让人不可思议的是，帝王蝶的迁徙过程不是由一代完成的。它们一代接一代地传递“接力棒”，坚持不懈地完成数千千米的迁徙旅行。从墨西哥出发的第一代帝王蝶每天白天飞行100千米~130千米，抵达美国得克萨斯或俄克拉荷马后繁育后代。第二、三、四代继续向北飞行并繁衍，整个北迁过程耗时约8个月，北迁帝王蝶每一代的寿命大约为两个月。而南迁的时候则大为不同，每年8月底从加拿大出发的帝王蝶堪称“超级蝴蝶”，它们在两个多月的南迁过程中不接力繁衍，而是一鼓作气抵达墨西哥并存活到次年北迁之前，寿命长达8个月。帝王蝶能够记住迁徙过程中的时间和空间，甚至可以奇迹般地找到自己的曾祖原先居住的那棵树。

帝王蝶在北美分布很广，数目庞大，无法统计出到底有多少只蝴蝶迁徙。有人认为超过5 000万只，还有人说有1亿只。不过从它们在墨西哥过冬地的情况来看，普遍认为在1 000万只以上。在墨西哥过冬的帝王蝶主要的聚居地有14处，分布在米乔坎州山区的森林里。它们通常扎堆挂在冷杉树上，密密匝匝，数不胜数。正午时分阳光强烈，大量的帝王蝶就会在阳光里翩翩飞舞，漂亮的颜色很快就将天空及周围装点得缤纷绚烂。帝王蝶在树上从每年的10月底待到次年的2月，然后性成熟并且开始交配，雄性交配后很快死去，而雌性则稍晚些时候产卵，产卵之后也同样走向生命的终点。此时死亡的帝王蝶堆积在树下，形成罕见而悲怆的“蝴蝶地毯”。

用“罗盘”精确导航

为什么帝王蝶迁徙几千千米而不会迷路呢？科学家一直试图揭开帝王蝶导向的奥秘。美国华盛顿大学的研究人员发现，帝王蝶在每年数千千米的迁徙飞行中，会用“内部罗盘”进行精确导航。

科研人员以帝王蝶的大脑为重点，通过测量大脑细胞的活跃性，监控其触须和眼睛细胞激活速度，对飞行路径进行模型化分析，精确地呈现帝王蝶使用“内部罗盘”实现导航的情况。

研究证实，帝王蝶大脑能够巧妙地结合地平线上太阳的位置和时刻这两部分信息，最终发现南部方向。它们使用较大的复眼来跟踪空中太阳的位置，结合时间信息判断应该朝哪个方向飞行。

凭触须万里迁徙

触须定位

在远程飞行过程中，帝王蝶利用太阳来指引它们飞到墨西哥中部的越冬地点，但移动的太阳白天在不断变化位置。生物学家长期以来推测帝王蝶除了利用太阳之外，还利用某种生物钟来导航。大多数人此前都认为它们的导航机制存在于大脑中，但新的研究表明，指引它们迁徙的生物钟竟然是存在于触须上，这种特殊的全球定位系统大大出人意料。

面临灭绝

翩翩飞舞

美国马萨诸塞州大学的史蒂芬·里珀特研究小组，一直致力于研究蝴蝶触须感知气味的能力。他们发现将剪下触须的蝴蝶放进飞行模拟器时，它们的飞行变得紊乱了。虽然它们仍然按直线飞行，但在一起时却朝着不同的方向飞去。相反，有触须的蝴蝶则全部飞向西南方。究其原因，在于没有了触须就失去了利用太阳导航的能力，无法根据白天不同的时间调整方向。在研究这些失去触须的蝴蝶的大脑分子变化时，研究人员发现大脑的昼夜节律丝毫没有受到失去触须的影响，这就证明蝴蝶的定时机制实际上存在于它们的触须上。

为了进一步加以验证，研究者将一半帝王蝶的触须漆成黑色阻挡阳光的吸收，另一半则涂上明亮的颜色帮助吸收阳光射线。结果前者开始不断地向北飞，后者继续向南飞，这表明它们的生物钟被打乱了。

与人类的感知系统相比，昆虫的感知系统完全不同。它们利用足部感知味道，用触须感知气味，或许在腹部也有复杂的感知系统，而我们的感知系统实际上存在于大脑中。

最新研究发现，帝王蝶数量在减少，其原因是不适当的农业耕作。由于近年来美国中西部地区大量农田种植了转基因玉米和大豆，乳草属植物遭到严重破坏，而帝王蝶的卵就主要产在乳草属植物上，因此它们失去了产卵场所。杀虫剂的滥用更是雪上加霜，致使帝王蝶数量剧减，不到以往的一半。专家们呼吁农民多种植乳草属植物或者在路边多播散乳草属种子，既可作为观赏植物也能维持生态平衡。

为了保护帝王蝶大约563平方千米面积的聚居地，墨西哥政府于2008年向联合国教科文组织提出申请并得到批准，授予“世界自然遗产”的称号。《美国国家地理》杂志2013年将这个保护区列为人生必去的20大旅游目的地之一，《福布斯》将其评选为“濒危旅游景点”。