作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2015/8/20 9:26:54
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蝴蝶都去哪儿了
科学家破解帝王蝶濒危之谜

 

帝王蝶的迁徙 图片来源:A. CUADRA

每个夏天,雌性帝王蝶会来到北美洲北部的繁殖地,搜寻花蜜、伴侣和一种乳草属植物,它们会将卵产在这种植物上。而且,帝王蝶还有忠实的“观众”。数千志愿者会定期前来观察这种魅力非凡的黑色和桔色昆虫,以便帮助科学家追踪这些蝴蝶种群的发展趋势。当然,也有人在它们南方的家园等着这些蝴蝶。现在,针对这些记录和其他数据的最系统分析提出疑问,研究人员对帝王蝶在其墨西哥越冬地数量出现急剧下降的原因了解多少?

冬天,墨西哥中部丘陵地带的森林都会变成一片橙色和黑色的海洋,但在刚刚过去的这个冬天,这种景象却不再有。科学家曾报告,帝王蝶在森林中的栖息地面积已少至不足一公顷,这一数据创自1993年开始收集数据以来的最低值。国际自然保护联盟已经将帝王蝶种群划在濒危物种的“红线”之内,并将帝王蝶的迁徙定为“濒危生物现象”。

近日,《美国昆虫学协会年报》刊登了数篇有关帝王蝶的研究,让这个问题更加扑朔迷离。一篇论文指出,虽然在过去20年里,冬季栖息地帝王蝶的数量出现锐减,但在位于美国东南部和加拿大南部的夏季繁殖地区,这些蝴蝶的数量没有出现同样的急剧下降。还有研究人员发现,一些秋季迁徙的帝王蝶也没有出现大量减少的趋势。同时,一项研究推断,这些蝴蝶产卵总量可能较少。

其中一篇论文的作者、美国华盛顿哥伦比亚特区乔治城大学生态学家Leslie Ries表示,这些发现“提出了一个谜题”。它们“让我想弄清,我们是否真的掌握了有力证据,能说自己知道墨西哥帝王蝶数量锐减的原因”。而这些不确定,可能为试图保护这些蝴蝶的环保主义者提出了问题。

帝王蝶复杂的种群结构和生命周期可能部分加剧了问题的模糊性。每年春天,许多帝王蝶从墨西哥飞往美国东南部,并在这里产下3代中的第一代,这些后代会使这种蝴蝶总体数量上升。然后,后代在这里度过夏天,并在美国北部和加拿大南部的乳草属植物上进行繁殖,到秋天,最后一代将再次长途跋涉回到墨西哥。而其他地区的帝王蝶则有不同的迁徙和繁殖模式。

而这样的迁徙和繁殖周期让人们难以掌握夏天和秋天的帝王蝶数量,但研究人员同意一件事情:在过去20年中,返回其已知的最大越冬地——墨西哥中部的高地森林的帝王蝶数量已经下降了超过90%。许多人指责称,造成这种下降的罪魁祸首是抗除草剂农作物的种植,这些作物使得人们大量使用农药去除野草。但尚没有研究系统地调查这些地区的帝王蝶种群发展趋势。

这些新论文将有助于填补空白。其中一篇论文使用了公民科学家18年来收集的帝王蝶观察资料。1997年至2014年间,所有历史上的帝王蝶东部繁育地区都至少发现了若干这种蝴蝶(一些品种在遥远的西部繁殖),这表明帝王蝶夏季种群数量并没有太大变化。在第二项研究中,科学家分析了志愿者在1993年~2014年从数百个夏季繁殖地点收集的数据,结果显示其种群数量没有出现统计学上的明显变化。

Ries表示,这些结论与冬季数据间存在“分离”。原因是,如果乳草属植物的减少驱动了冬季帝王蝶数量的锐减,那么夏季的数量也应该减少。

Ries等人指出,一个可能的答案是,志愿者应当在受除草剂影响严重的农业区域而非在公园和保护区等受欢迎的蝴蝶观赏区取样。另一个观点是,过去7~8年夏季的数据确实折射了帝王蝶数量下降,虽然在统计学上十分微弱。“如果他们有9~10年的数据,或许就能得出统计明显的结果。”未参与这些研究的弗吉尼亚州斯威特布莱尔学院昆虫学家Lincoln Brower说。

其他研究人员表示,产卵研究显示,夏季的帝王蝶也在“苦苦挣扎”。研究发现,自2006年以来,帝王蝶在乳草属植物上产的卵的密度在下降。“这非常可怕。”明尼苏达大学生物学家Karen Oberhauser说。

研究人员认为,这些结果也提醒人们注意更好地理解帝王蝶在其秋季迁徙时发生了什么。其中两项研究调查了密歇根北部和加拿大安大略湖地区观测站收集的上世纪90年代中期到2014年迁徙的帝王蝶数据。安大略湖的数据显示出缓和的减少,但密歇根的数据没有显著变化趋势。其中一篇论文的联合作者、乔治亚大学生态学家Andrew Davis表示,这显示在迁徙过程中,帝王蝶的死亡出现在更南边,这可能与冬季数量锐减有关。他表示,迁徙的帝王蝶面临各种挑战,例如捕食者、寄生虫,甚至高速汽车。“死亡数量极大,但我们不知道具体数目。”

这些研究将有助于政府部分和环保组织集中时间和金钱到正确的解决方案上。当前,美国野生动物保护局等机构正致力于保护或恢复乳草属植物栖息地。“但如果帝王蝶是在迁徙过程中死去的,我不确定在迁徙之初生产更多蝴蝶便是答案。”Davis说。因此还需要保护帝王蝶迁徙路径等其他措施。(张章)

《中国科学报》 (2015-08-20 第3版 国际)

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