瘋狂蝴蝶的長(zhǎng)途遷徙

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君主斑蝶的瘋狂遷徙

放眼全球，如此大規(guī)模的蝴蝶爆發(fā)，只有北美的君主斑蝶（Danaus plexippus，又稱(chēng)帝王斑蝶）能搞這么大陣仗。每年冬季到春季，墨西哥中部的松樹(shù)林會(huì)出現(xiàn)大片“枯黃”景象。明明是常綠樹(shù)，難道是得了傳染病枯死了？不必?fù)?dān)心，那里的松樹(shù)已經(jīng)見(jiàn)怪不怪，這是它們的老蝶友了。沒(méi)錯(cuò)，你看到的大片枯黃，是上百萬(wàn)只君主斑蝶密密麻麻地聚集在松樹(shù)上的效果。

君主斑蝶在全球分布廣泛

和云南金平的蝴蝶爆發(fā)不太一樣，它們是棲息當(dāng)?shù)氐暮w破蛹，而墨西哥的蝴蝶群是從別處千里迢迢遷徙來(lái)過(guò)冬的，。它們?cè)谀抢镉卸鄠€(gè)過(guò)冬地點(diǎn)。每年9月到10月，加拿大南部和美國(guó)北部的君主斑蝶開(kāi)始像候鳥(niǎo)一樣紛紛南遷，準(zhǔn)備飛往更溫暖的墨西哥中部過(guò)冬。它們用不及半個(gè)巴掌大的小翅膀跨越了氏達(dá)4000千米的距離，相當(dāng)于從黑龍江到海南的直線距離。

占據(jù)松林的君主斑蝶

君主斑蝶看起來(lái)和普通蝴蝶無(wú)異，是什么支撐這些柔弱身軀完成如此大規(guī)模遷徙？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，君主斑蝶的身體為適應(yīng)遷徙做出了一些“反蝶性”的改變。其他蝴蝶早已在春夏完成傳宗接代使命，然后在秋天隨落葉入土，而此時(shí)要遷徒的君主斑蝶卻“清心寡欲”。秋天降低的氣溫和縮短的日照讓君主斑蝶體內(nèi)的倮幼激素（ Juvenile hormone）水平下降，這會(huì)抑制君主斑蝶的繁殖本能，把所有精力都放在長(zhǎng)途遷徙上。

在繁殖欲望降低的同時(shí)，這些南遷君主斑蝶的壽命也延長(zhǎng)到了9個(gè)月。實(shí)際上，夏季出生的君主斑蝶自然壽命僅幾周，很多地區(qū)的君主斑蝶只進(jìn)行小幅遷徙或根本不遷徙。只有那些HP值大幅增加后的君主斑蝶才可能順利飛往數(shù)千千米之外的目的地。

南遷的君主斑蝶在每年11月到達(dá)墨西哥松林中的過(guò)冬地點(diǎn)。它們停歇在樹(shù)冠上層層疊疊，像從樹(shù)上長(zhǎng)出來(lái)的茂密黃葉，就這樣靜待冬天過(guò)去。待到第二年3月春暖花開(kāi)，這些君主斑蝶才終于開(kāi)起了求偶盛會(huì)，心系故土的它們并不打算把后代產(chǎn)在這里，而是帶著腹中的卵再次出發(fā)北上。

君主斑蝶墨西哥的過(guò)冬地點(diǎn)分布

但雌蝶已經(jīng)等不到歸鄉(xiāng)產(chǎn)子。出發(fā)不久后，它們就會(huì)尋找乳草屬植物生長(zhǎng)茂盛的落腳點(diǎn)，在這些鮮嫩多汁的植物上產(chǎn)卵，好讓娃出生后吃喝不愁。第二代羽化成蝶后繼續(xù)背負(fù)著上一代的使命北上，然而這些夏季出生的后代壽命不到兩個(gè)月，它們又會(huì)在中途繁衍下一代，讓第三代繼續(xù)接力這場(chǎng)馬拉松。

君主斑蝶從春季到秋季的遷徒路線

經(jīng)過(guò)整整四代，這場(chǎng)史詩(shī)般的大遷徙才完成一輪循環(huán)。這場(chǎng)遷徒別說(shuō)在昆蟲(chóng)界，就是在整個(gè)動(dòng)物界也堪稱(chēng)奇觀。在震撼之余，科學(xué)家更困惑的是，這些小飛蟲(chóng)如何能在這么長(zhǎng)的路線中不迷失方向？畢竟對(duì)人類(lèi)而言，即使開(kāi)著導(dǎo)航在城市里開(kāi)車(chē)依然可能迷路。

君主斑蝶的秘密武器

在跟蹤研究君主斑蝶幾十年之后，科學(xué)家終于摸清了它們的一些導(dǎo)航機(jī)制，其中涉及了相當(dāng)復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)。看路最直接的當(dāng)然是眼睛，昆蟲(chóng)能感知到人類(lèi)看不見(jiàn)的光。許多昆蟲(chóng)包括蝴蝶、蜜蜂、螞蟻的復(fù)眼能夠探測(cè)偏振光，幫助定位方向。偏振光指的是光波朝特定方向振動(dòng)的光。陽(yáng)光混合了朝各個(gè)方向振動(dòng)的光，它們被大氣中的微粒散射，產(chǎn)生偏振光。這些偏振光以一定模式分布于天穹，并隨著太陽(yáng)方位角變化。

君主斑蝶借助偏振光定向?qū)Ш?/p>

君主斑蝶的復(fù)眼探測(cè)到的偏振光信息會(huì)輸入腦袋里的太陽(yáng)羅盤(pán)系統(tǒng)，它位于腦中央復(fù)合體（ centralcomplex）。這一腦區(qū)能夠整合偏振光來(lái)源等信息，判斷太陽(yáng)的方位角，從而指揮身體的前進(jìn)方向。

這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的準(zhǔn)確性非常依賴(lài)生物鐘。科學(xué)家曾做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，打亂君主斑蝶的自然生物鐘，看它們是否還能夠準(zhǔn)確導(dǎo)航。美國(guó)馬薩諸塞州的研究者用人工光源在室內(nèi)模擬白天光照，飼養(yǎng)君主斑蝶。對(duì)照組按自然規(guī)律，早上7點(diǎn)到晚上7點(diǎn)開(kāi)燈。讓蝴蝶適應(yīng)一周后，上午10點(diǎn)放到戶(hù)外飛行模擬器中觀察蝴蝶的飛行方向，大多數(shù)蝴蝶都會(huì)按預(yù)期朝西南方向，即墨西哥的方向飛行。

而實(shí)驗(yàn)組則是每天凌晨1點(diǎn)到下午1點(diǎn)讓它們處于模擬白天環(huán)境下。同樣在一周后的上午10點(diǎn)進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果蝴蝶們開(kāi)始朝東南方向飛行。這是因?yàn)榇藭r(shí)蝴蝶的生物鐘對(duì)應(yīng)的是下午4點(diǎn)，而非實(shí)際時(shí)間上午10點(diǎn)，所以它們的太陽(yáng)羅盤(pán)系統(tǒng)是根據(jù)下午4點(diǎn)的太陽(yáng)方位角來(lái)判斷飛行方向的。

所有動(dòng)物都有自己的生物鐘，這決定了它們的晝夜節(jié)律，包括什么時(shí)候醒來(lái)，什么時(shí)候入睡。動(dòng)物調(diào)控生物鐘的結(jié)構(gòu)通常在腦部。君主斑蝶腦部的生物鐘同樣起著感知晝夜和季節(jié)變化的作用，讓它們知道何時(shí)該遷徒，但對(duì)導(dǎo)航起關(guān)鍵作用的生物鐘卻位于觸角。

君主斑蝶的觸角能夠感光，而且每根觸角都能獨(dú)立輔助導(dǎo)航。被移除或涂黑觸角的君主斑蝶仍能在大腦太陽(yáng)羅盤(pán)系統(tǒng)的指揮下朝特定方向飛行，但各自方向都不一致。最近還有證據(jù)顯示，在缺少陽(yáng)光的情況下，君主斑蝶也能像一些鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物那樣通過(guò)地磁系統(tǒng)導(dǎo)航。

君主斑蝶腦中央的太陽(yáng)羅盤(pán)系統(tǒng)

無(wú)論是君主斑蝶爆發(fā)，還是云南金平的箭環(huán)蝶爆發(fā)，都多少令人期待，但另一些動(dòng)物的爆發(fā)事件就沒(méi)那么美好了。比如蝗蟲(chóng)大爆發(fā)，上世紀(jì)50年代成千上萬(wàn)的沙漠蝗蟲(chóng)烏云壓城般從阿拉伯半島飛了5000千米，到達(dá)非洲西海岸，沿途的莊稼無(wú)不遭殃。最近幾年，蝗災(zāi)又有卷土重來(lái)的趨勢(shì)。而在今年5月到6月的北美地區(qū)，17年蟬的幼蟲(chóng)即將結(jié)束17年周期的地下生活，數(shù)十億只蟬破土而出，難以想象到時(shí)候的蟬鳴大合唱將會(huì)有多震耳欲聾。