帝王蝶搬家:五代爷孙齐上阵

大科技奇妙杂志 2024-11-24 01:20:38

神秘消失的帝王蝶

在北美洲的落基山脉,生活着一群美丽的精灵,它们就是帝王蝶。帝王蝶的翅膀主要为黄褐色,中间被一道道黑边画成了时尚的格子,翅膀边缘还分布有些许斑点,成年蝴蝶翅间距可达10厘米。每到盛夏交配季,烂漫的花田中,帝王蝶们会展开双翅,翩翩起舞,美景引人沉醉。这是加拿大蝴蝶山谷的一大盛景,可奇怪的是,夏天一过去,这些蝴蝶就会从山谷中消失,直到次年相同时间,它们才会重新出现。这段时间帝王蝶到哪里去了?

科学家用几十年时间解开了帝王蝶失踪之谜。1951年,加拿大昆虫学家弗雷德里克·厄克特与同事找到在加拿大境内落基山脉中的30万只帝王蝶,在它们的翅膀上贴上标签,然后将这个消息刊登在报纸上,发动全世界的帝王蝶爱好者帮助他们追踪帝王蝶的踪迹。接下来的几个月里,厄克特陆续收到热心群众发来的消息:帝王蝶飞越了美加国境线,到达美国。帝王蝶的旅程还没有结束,它们没有在美国逗留,从南至北穿过美国国境,一路向南,飞抵了墨西哥。可是,墨西哥的帝王蝶爱好者在墨西哥城以西的火山山脉间,追丢了帝王蝶,厄克特没能得知帝王蝶的最终下落。

科学家没有放弃,他们持续在墨西哥当地报纸上刊登广告,恳请大家帮助他们寻找缺失的一环。1975年,机缘巧合之下,这个最后的秘密终于解开了:一对墨西哥夫妇在帝王蝶消失的火山上爬山时遭遇冰雹,在惊慌躲避之时看到了同样“躲雹”的成群的帝王蝶。原来,它们一直就藏在这群山之中,而不像人们以为的那样飞往了下一站。

可是,这么多蝴蝶藏在山中,为何人们从未发现它们?经过进一步探索,科学家发现帝王蝶会像许多动物那样“冬眠”:选定心仪的树木后,它们会不吃不喝停在树上,以一种类似冬眠的叫做滞育的静止状态度过寒冬,直到早春的温暖日光将它们唤醒。如果不是那场突如其来的冰雹,帝王蝶就不会从睡梦中被惊醒,人们还不知道要多久才能发现这个秘密。

五代蝴蝶齐搬家

虽然帝王蝶失踪之谜解开了,但却给人们带来了新的疑问:从加拿大的落基山脉到墨西哥的火山山脉,其中有4000多千米的距离,来回距离接近1万千米,帝王蝶为何每年都要不辞辛劳地来回往返呢?

原因说来有些心酸:帝王蝶为了觅食而北飞,又因为无法忍受寒冬而南归,一生都在为吃住而奔波。帝王蝶原本世代居住在墨西哥的中部山区,这里长有一种叫做马利筋的草本植物,这是帝王蝶幼虫钟爱的食物。然而,随着全球变暖,墨西哥山区也逐渐升温,耐寒怕热的马利筋不断向北美挺进,于是乎帝王蝶也不得不跟着前进。可是,帝王蝶无法忍受北方的严寒,在盛夏完成交配任务后它们就必须马上启程,飞回墨西哥过冬。

说来简单,往返近1万千米的路程对一生寿命仅有数月的帝王蝶来说几乎是不可能完成的任务,它们是如何做到的?为了完成这场工程浩大的“搬家”,帝王蝶动用了五代蝶的力量。

第一代帝王蝶睡了一个冬天,早春3月,它们踏上了北上的旅程。此时,第一代帝王蝶已经是强弩之末,它们历经长途跋涉的秋天、忍饥挨饿的冬天,不再有力气进行长途飞行,它们勉强从墨西哥飞到了美国的佛罗里达州,产下后代。在继续北上的路途中,帝王蝶陆续产下了第二代、第三代乃至第四代子孙,因为疲劳和少食的缘故,这些蝴蝶的寿命都很短,只有几个星期的寿命,它们一生只有两个任务:接力北飞和繁衍后代。8月份,第四代蝴蝶终于到达北方的家园,在这里它们会产下第五代帝王蝶,这是寿命最长、体力最好的一代,因为它们要完成的任务也最艰巨:在75天之内飞越4000千米,重返祖辈过冬的墨西哥山林,将生命的火种保存下去。飞回墨西哥后,第五代帝王蝶就会进入冬眠,直到被早春的阳光唤醒——重启下一个世代的“接力赛”。

为了完成整场迁徙,所有的帝王蝶都付出了代价:第一代帝王蝶(也就是从上一场“接力赛”中退役的第五代帝王蝶),它们的寿命最长,从头年的8月到来年的3月,活了7个月。但这7个月的时间里,除了出发前吃饱喝足为远行做准备外,它们的一生都很辛苦,秋天飞越了数代蝴蝶接力才能完成的距离,冬天不吃不喝,睡醒之后马上就要踏上返程的路途。春天到夏天出生的几代帝王蝶更不用说了,它们只有几周的生命,短暂的生命除了进食就只剩下不停地飞飞飞,辛苦可见一斑。

远行秘诀真不少

除了辛苦,想要顺利抵达目的地,帝王蝶还要学习很多本领。五代帝王蝶在半年多的时间里要完成近万千米的旅程,每只蝴蝶一天要飞50千米,小小的身体、脆弱的翅膀以及不大的食量如何能支撑它完成这么大的运动量?

帝王蝶向候鸟学习了御风飞翔。迁徙过程中,候鸟可以在公海和大洋上空飞行数百甚至数千千米,凭借的就是风力。在高空中,候鸟通过扇动翅膀来上升下降、左右腾挪,以找寻到合适的气流顺风而行,这既可以节省自身能耗,风力又能将鸟儿推送出更远的距离。帝王蝶也使用了御风的方法,比起鸟儿,蝴蝶的重量小得多,哪怕是一阵微风,也能将它吹出很远的距离,因此这个方法足以保持帝王蝶一天的飞行量。

除了飞得远,帝王蝶的寻家之旅还有一个神奇之处,它们能准确地回到祖辈生活过的山林,甚至精确到高祖父曾栖息过的那棵树,从来不会因为路途遥远而迷路,这是如何做到的?美国华盛顿大学的研究人员做了实验:将帝王蝶分成两组,一组帝王蝶的触须上全部涂满黑漆,另一组的触须上则涂着透明漆,然后在阳光下将它们放飞。结果,被涂黑漆的帝王蝶在原地转圈乱飞,而涂透明漆的一组则与正常帝王蝶没区别,能够按一个确定的方向飞行。由此可知,帝王蝶的触须中有能感知太阳光能量和光谱的感应器,能够按照太阳在天空中的位置来导航。

单靠太阳GPS导航机制还不足以保证帝王蝶精确返回祖居地,科学家推测,它们还有其它的寻路机制。科学家已经知道,鸟类靠着眼睛里的光敏隐花色素蛋白感应地磁场的方向和强度,就像使用指南针一样进行导航。帝王蝶体内同样存在这种蛋白质,也许它们也可以用地磁场进行导航。还有科学家猜想,帝王蝶能够嗅闻到越冬地树木的特殊化学气味,这保证了它们准确降落在祖辈选中的那棵树上。这些猜想对不对,科学家还在继续研究。

然而,还没等我们研究透彻,帝王蝶为了搬家而学习的这些本领可能就要失去用武之地了:根据气候模型的预测,落基山脉中帝王蝶的消夏之地的环境温度还将持续上升,未来或许将不再适宜帝王蝶生存,而帝王蝶幼虫的口粮——马利筋的数量也会进一步萎缩。到那时候,为了寻找新的家园,帝王蝶就必须进行距离更加遥远的迁徙之旅,它们还有力量完成吗?

气候的变化、树木的减少和杀虫剂的使用导致帝王蝶的数量已经萎缩了85%以上,2022年7月,国际自然保护联盟首次将帝王蝶列入国际濒危红色名录——帝王蝶迁徙的奇景可能将不复再现。

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