太阳指引“帝王”迁徙

20多年来，来自北美各地的科学家已经标记了100多万只帝王蝶。这些蝴蝶每年秋天飞往南方，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，发现了影响旅行的可能因素:正午太阳的角度。当接近赤道时，正午太阳的角度随着时间而变化。

没有参与这项研究的麻省大学医学院神经生物学家斯蒂文·雷珀特说，“关键的环境因素”似乎也有助于黑脉金斑蝶安排它们的日常旅行和秋季迁徙的结束。加州大学伯克利分校的进化生物学家诺和希提曼补充说，人们已经接近理解自然的另一个奇迹。

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地区。这个旅程对人们来说一直很难理解。十年前，实验室和野外研究表明，这些蝴蝶的触角上有一个生物钟，帮助它们根据太阳的水平运动来导航。然而，没有人知道是什么触发了他们的旅行，也没有人知道他们每天是如何安排他们的旅行的。

为了了解更多，一个名为帝王蝶观察的非营利组织开始向成千上万的志愿者发放指甲大小的标签。志愿者将标签贴在飞过他们区域的帝王蝶身上，并记录下标签的日期和位置。从1998年到2015年，超过138万只蝴蝶被贴上标签。堪萨斯大学的昆虫生态学家奥利·泰勒在1992年发起了这个项目。当蝴蝶到达它们在墨西哥西南部的目的地时，志愿者们在那里寻找标签。他们总共收集了13，000份。

泰勒和他的同事计算了每个标记位置的正午太阳角度。研究人员发现，大多数黑脉金斑蝶在中午太阳离地平线大约57度的时候飞行，不管它们从哪里开始。该研究小组最近在《生态学与进化前沿》上发表了一份报告，指出当正午的太阳角度在57到48度之间时，这似乎是开始飞行的好机会。

帝王蝶似乎也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47公里。然后，再往南，他们把速度降低到每天17公里。这个模型跟踪太阳从北到南的变化，与基于帝王蝶夜间“栖息地”的另一项独立调查预测的速度一致。

康奈尔大学生态学家AnuragAgrawal说，新的研究揭示了蝴蝶迁徙和种群下降的“重要奥秘”。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。当泰勒和他的同事检查在墨西哥发现的标签数据时，他们得出结论，在秋天晚些时候——太阳处于较低的角度——开始迁徙的帝王蝶不太可能成功。

了解帝王蝶成功迁徙的“窗口”有助于评估外部因素，包括气候变化是否会影响帝王蝶的迁徙。乔治亚大学的生态学家安德鲁·戴维斯称赞了做出“惊人努力”的研究人员和志愿者。"我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