作者:唐一尘 来源:中国科学报 发布时间:2020/1/7 18:58:17
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太阳指引“帝王”迁徙

 

20多年来,北美各地的科学家爱好者对100多万只帝王蝶进行了标记,这些蝴蝶每年秋季飞往南方,这也是自然界最神秘的迁徙之一。现在,科学家分析了这些旅行数据,发现了可能影响旅行的因素:正午太阳的角度。当靠近赤道时,正午太阳的角度会随着时间而变化。
 
未参与该研究的美国马萨诸塞大学医学院神经生物学家Steven Reppert表示,“关键的环境因素”似乎也有助于帝王蝶安排它们的日常旅行和秋季迁徙的结束时间。加州大学伯克利分校进化生物学家Noah Whiteman补充说,人们已接近于了解自然界的另一个奇迹。
 
帝王蝶每年从美国和加拿大东部迁徙到墨西哥西南部的一个小区域,这段旅行一直是人们难以理解的。10年前,实验室和实地研究表明,这些蝴蝶的触角里有一个生物钟,帮助它们根据太阳的水平运动来导航。但是,没有人知道是什么触发了它们的旅行,也没有人知道它们每天是如何安排行程的。
 
为了了解更多信息,一个名为“帝王蝶观察”的非营利组织开始向数千名志愿者发放指甲大小的标签,志愿者将这些标签贴在飞过他们所在地区的帝王蝶身上,并记录下贴标签的日期和位置。从1998年到2015年,超过138万只蝴蝶被贴上了标签。堪萨斯大学昆虫生态学家Orley Taylor于1992年发起了这个项目。当这些蝴蝶到达它们在墨西哥西南部的目的地后,志愿者在那里寻找标签。他们共收集到1.3万个。
 
Taylor和同事计算了每个标记位置的正午太阳角度。研究人员发现,大多数帝王蝶都是在中午太阳高出地平线约57°的时候飞行的,无论它们从哪里出发。研究小组近日在《生态与进化前沿》发表报告称,当中午的太阳角度在57°至48°之间时,似乎是飞行开始的好机会。
 
帝王蝶似乎也是根据太阳的角度继续它们的旅程。研究小组计算出,蝴蝶的迁徙速度从每天向北17公里加速到每天47公里。然后,在更远的南方,它们将速度降至每天17公里。这种模式遵循了太阳从北向南的角度变化,并且与另一项基于帝王蝶夜间“栖息”的独立调查预测的速度相吻合。
 
康奈尔大学生态学家Anurag Agrawal说,这项新研究揭开了一个蝴蝶迁徙和数量下降的“重要谜团”。在过去的20年里,迁徙的帝王蝶数量波动很大,人们担心它们正在消失。当Taylor和同事检查在墨西哥发现的标签数据时,他们得出结论,秋天晚些时候开始迁徙的帝王蝶——此时太阳处于一个较低的角度——不太可能成功。
 
了解帝王蝶成功迁移的“窗口”可以帮助评估外部因素,包括气候变化是否会影响帝王蝶的旅行。佐治亚大学生态学家Andrew Davis称赞了做出“难以置信的努力”的研究人员和志愿者。“很高兴终于看到这些数据集被用于科学研究。”他说。
 
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.1176221
 

 

 
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