疯狂蝴蝶的长途迁徙

镜子

帝王蝶的疯狂迁徙

放眼全球，如此大规模的蝴蝶爆发，只有北美的君主斑蝶（Danaus plexippus，又称帝王斑蝶）能搞这么大阵仗。每年冬季到春季，墨西哥中部的松树林会出现大片“枯黄”景象。明明是常绿树，难道是得了传染病枯死了？不必担心，那里的松树已经见怪不怪，这是它们的老蝶友了。没错，你看到的大片枯黄，是上百万只君主斑蝶密密麻麻地聚集在松树上的效果。

君主斑蝶在全球分布广泛放眼全球，只有北美的帝王蝶(Danaus plexippus，又名帝王蝶)能打这么大的仗。每年从冬天到春天，墨西哥中部的松林都会出现大面积的“枯黄”。这是一棵常青树。是死于传染病吗？别担心，那里的松树已经习惯了。这是他们的老蝴蝶朋友。没错，你看到的大片黄色斑块是数百万只帝王蝶密集聚集在松树上的结果。帝王蝶广泛分布在世界各地。

和云南金平的蝴蝶爆发不太一样，它们是栖息当地的蝴蝶集体破蛹，而墨西哥的蝴蝶群是从别处千里迢迢迁徙来过冬的，。它们在那里有多个过冬地点。每年9月到10月，加拿大南部和美国北部的君主斑蝶开始像候鸟一样纷纷南迁，准备飞往更温暖的墨西哥中部过冬。它们用不及半个巴掌大的小翅膀跨越了氏达4000千米的距离，相当于从黑龙江到海南的直线距离。

占据松林的君主斑蝶与云南金平爆发的蝴蝶不同，它们是栖息在当地的蝴蝶的集体蛹，而墨西哥的蝴蝶是从其他地方一路迁徙过来过冬的。他们在那里有很多过冬的地方。每年9-10月，加拿大南部和北美的帝王蝶开始像候鸟一样向南迁徙，准备飞往更温暖的墨西哥中部过冬。它们小小的翅膀横跨4000公里的距离，不到半个手掌大小，相当于从黑龙江到海南的直线距离。占据松林的帝王蝶

帝王蝶看起来就像普通的蝴蝶。是什么支撑着这些弱小的身体完成如此大规模的迁徙？科学家发现，帝王蝶的身体做出了一些“反蝶”的变化，以适应迁徙。别的蝴蝶早就完成了春夏传宗接代的使命，秋天再用落叶掩埋，而此时要迁徙的帝王蝶却是“清心寡欲”。秋季气温降低、日照缩短，会降低帝王蝶体内的保幼激素水平，抑制帝王蝶的繁殖本能，将全部精力投入到长途迁徙中。

同时，繁殖欲望下降，这些南方帝王蝶的寿命延长至9个月。事实上，夏季出生的帝王蝶的自然寿命只有几周，很多地区的帝王蝶只是轻微迁徙或者根本不迁徙。只有那些生命值大大增加的帝王蝶才能成功飞到离千千几米远的地方。

南迁的君主斑蝶在每年11月到达墨西哥松林中的过冬地点。它们停歇在树冠上层层叠叠，像从树上长出来的茂密黄叶，就这样静待冬天过去。待到第二年3月春暖花开，这些君主斑蝶才终于开起了求偶盛会，心系故土的它们并不打算把后代产在这里，而是带着腹中的卵再次出发北上。

君主斑蝶墨西哥的过冬地点分布每年11月，向南迁徙的帝王蝶会到达墨西哥松林中的越冬地。它们在上层树冠上休息，就像树上长出的厚厚的黄叶，等待冬天过去。直到第二年三月春暖花开，这些帝王蝶才终于举行了求偶盛会。它们不打算在这里繁衍后代，而是带着肚子里的蛋再次向北出发。墨西哥帝王蝶越冬地的分布

但雌蝶已经等不到归乡产子。出发不久后，它们就会寻找乳草属植物生长茂盛的落脚点，在这些鲜嫩多汁的植物上产卵，好让娃出生后吃喝不愁。第二代羽化成蝶后继续背负着上一代的使命北上，然而这些夏季出生的后代寿命不到两个月，它们又会在中途繁衍下一代，让第三代继续接力这场马拉松。

君主斑蝶從春季到秋季的迁徒路线但是雌蝶已经迫不及待地要回家分娩了。它们出发后不久，就会寻找乳草植物繁茂生长的落脚点，在这些新鲜多汁的植物上产卵，让宝宝出生后有吃有喝。第二代破茧成蝶后，继续携带上一代的使命北上。但这些夏天出生的后代寿命不到两个月，中间会繁殖下一代，让第三代继续接力马拉松。帝王蝶从春季到秋季的迁徙路线

这场史诗般的迁徙经历了四代人才完成一个周期。这种迁徙不仅是昆虫世界的奇观，也是整个动物世界的奇观。除了震惊，科学家们更困惑的是这些小飞虫怎么能在这么长的路线上不迷路。毕竟对于人类来说，即使是在有导航的城市里开车，还是有可能迷路。帝王蝶的秘密武器

在跟踪研究君主斑蝶几十年之后，科学家终于摸清了它们的一些导航机制，其中涉及了相当复杂的调控系统。看路最直接的当然是眼睛，昆虫能感知到人类看不见的光。许多昆虫包括蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁的复眼能够探测偏振光，帮助定位方向。偏振光指的是光波朝特定方向振动的光。阳光混合了朝各个方向振动的光，它们被大气中的微粒散射，产生偏振光。这些偏振光以一定模式分布于天穹，并随着太阳方位角变化。

君主斑蝶借助偏振光定向导航在跟踪帝王蝶几十年后，科学家们终于弄清楚了它们的一些导航机制，这涉及到相当复杂的调节系统。当然，最直接看的就是眼睛。昆虫能感觉到人类的不可见光。包括蝴蝶、蜜蜂和蚂蚁在内的许多昆虫的复眼可以检测偏振光，并帮助定位方向。偏振光是指光波在特定方向振动的光。阳光混合了向各个方向振动的光，它们被大气中的粒子散射，产生偏振光。这些偏振光以一定的模式分布在天空中，并随着太阳方位角的变化而变化。帝王蝶用偏振光定向导航。

帝王蝶复眼探测到的偏振光信息会输入到大脑中的太阳罗盘系统，该系统位于大脑的中央复合体。这个脑区可以整合偏振光的来源等信息，判断太阳的方位，从而指引身体的方向。

这个导航系统的精度非常依赖于生物钟。科学家们做了一个实验，扰乱帝王蝶的自然生物钟，看看它们是否还能准确导航。马萨诸塞州的研究人员使用人工光源在室内模拟白天的光线来饲养帝王蝶。对照组按照自然规律从早上7点到晚上7点开灯。经过一周的适应，蝴蝶在上午10点被放入室外飞行模拟器，观察蝴蝶的飞行方向。大多数蝴蝶会像预期的那样，向西南方向，墨西哥的方向飞去。

实验组每天凌晨1点至下午1点，将他们置于模拟的白天环境中。一周后，上午10点，进行同样的实验。于是，蝴蝶开始向东南方向飞去。这是因为此时蝴蝶的生物钟对应的是下午4点，而不是上午10点的实际时间，所以它们的太阳罗盘系统是根据下午4点的太阳方位角来判断飞行方向的。

所有的动物都有自己的生物钟，决定了它们的昼夜节律，包括什么时候醒来，什么时候入睡。调节动物生物钟的结构通常在大脑中。帝王蝶大脑中的生物钟也起到感知昼夜和季节变化的作用，使它们知道何时迁徙，但对导航起关键作用的生物钟位于触角中。

君主斑蝶的触角能够感光，而且每根触角都能独立辅助导航。被移除或涂黑触角的君主斑蝶仍能在大脑太阳罗盘系统的指挥下朝特定方向飞行，但各自方向都不一致。最近还有证据显示，在缺少阳光的情况下，君主斑蝶也能像一些鸟类和哺乳动物那样通过地磁系统导航。

君主斑蝶脑中央的太阳罗盘系统帝王蝶有灵敏的触角，每根触角都可以独立辅助导航。移除或熏黑触角的帝王蝶仍然可以在大脑太阳罗盘系统的指挥下向特定方向飞行，但它们各自的方向不同。最近有证据表明，在没有阳光的情况下，帝王蝶可以像一些鸟类和哺乳动物一样通过地磁系统导航。帝王蝶大脑中央的太阳罗盘系统

无论是帝王蝶的爆发，还是云南金平的箭环蝶爆发，都多少有些意料之中，但其他动物的爆发就没那么美好了。比如20世纪50年代，成千上万的沙漠蝗虫从阿拉伯半岛飞了5000公里到非洲西海岸，沿途的庄稼都遭殃了。近年来，蝗灾又卷土重来。今年5-6月的北美，17岁的蝉幼虫即将结束17年的地下生活，数十亿只蝉破土而出。很难想象那时的蝉鸣会有多震耳欲聋。