作家：小蠶

編輯：yuki

年度春運(yùn)重新開始(大家都買回家的票了嗎？)。

這個(gè)歷時(shí)40天之久，數(shù)億人以各種方式向中國(guó)各地移動(dòng)的畫面，被形象地稱作“地球上最大規(guī)模的人類遷徙”。

在動(dòng)物界，也有一種特殊的昆蟲，每年都要跨越萬水千山，定期完成兩次大遷徙。無論在時(shí)長(zhǎng)上還是規(guī)模上，都超越我們的春運(yùn)。這就是著名的黑脈金斑蝶(Danaus plexippus)。它還有個(gè)霸氣的名字：帝王蝶。

左圖：雌雄帝王蝶外觀上一個(gè)明顯差異是雄性的后翅上有兩個(gè)雌性不具有的黑點(diǎn)。右圖：越冬的帝王蝶冷杉樹干上抱團(tuán)取暖。圖片來源：參考文獻(xiàn)[1]

一年兩度南北大遷徙

帝王蝶是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一種會(huì)大規(guī)模遷徙的昆蟲。它們主要生活在美國(guó)東北部和加拿大東南部，還有少數(shù)生活在落基山以西。除此之外，佛羅里達(dá)南部、中美洲地區(qū)、歐洲西南部、北非以及許多太平洋島嶼上，還生活著一類不需要遷徙的帝王蝶[1]。

帝王蝶的翅膀由鮮亮的橙色打底和黑白相間的鑲邊；它的幼蟲像是穿著黃色條紋的斑馬服[1]。這些炫酷的外表，無一不是在警告那些蠢蠢欲動(dòng)的捕食者：我有毒，我很苦，我不好吃！

帝王蝶的幼蟲。圖片來源：www.n

成年的帝王蝶吸食各種花蜜，它們的幼蟲則僅以乳草為食，尤其是馬利筋屬植物[1]。當(dāng)夏季快要結(jié)束的時(shí)候，逐漸縮短的日照、不斷下降的氣溫以及日趨衰亡的乳草，仿佛是為帝王蝶大軍的南下之旅吹響號(hào)角。

乳草因植物體內(nèi)乳白色的汁液而得名。汁液中含有毒性的強(qiáng)心苷類化合物，抵御了大多數(shù)食草動(dòng)物。圖片來源：m

這時(shí)，帝王蝶會(huì)進(jìn)入一個(gè)發(fā)育暫時(shí)停滯的階段，使得原本只能活2-8周的它們，壽命大大延長(zhǎng)至6-8個(gè)月[1]，足以應(yīng)對(duì)即將到來的漫長(zhǎng)遷徙和越冬。萬事俱備，帝王蝶大軍浩浩蕩蕩地南下了。

經(jīng)過數(shù)周的艱苦跋涉，絕大多數(shù)北美東部的帝王蝶會(huì)在每年的11月1日左右抵達(dá)墨西哥中部米卻肯州的高山冷杉叢林。在那里，它們將度過整個(gè)冬天。待到春暖花開時(shí)，帝王蝶會(huì)重新活躍起來，在3月15日左右離開這個(gè)“第二故鄉(xiāng)”，踏上回家的路[1]。

數(shù)百萬只帝王蝶回到祖?zhèn)鞯亩緱⒌亍娣e正在減小的墨西哥冷杉林。圖片來源：joelsartore

這時(shí)，美國(guó)南部的馬利筋屬植物也正抽芽。交配后的雌蝶會(huì)將卵產(chǎn)在這些植物上。于是，它們一生的使命完成了。剩下的漫漫回家路，則要留給它們至少兩代的子孫去完成。聰明的徒子徒孫們同樣會(huì)追隨著乳草生長(zhǎng)的節(jié)奏，一路北上，直到回到祖輩的大本營(yíng)，完成整個(gè)遷徙之旅。待到夏末秋初，大軍又將南下，周而復(fù)始[1,2]。

相比之下，西部帝王蝶的遷徙之路就顯得輕松多了。它們中的大多數(shù)會(huì)南下棲息在加州太平洋海岸線上的常綠樹林里越冬。也同樣會(huì)在萬物復(fù)蘇的春天時(shí)節(jié)，北上回到故土[1,2]。

a.帝王蝶南下路線圖：絕大多數(shù)北美東部的帝王蝶沿著紅色路線到達(dá)越冬地點(diǎn)墨西哥中部（黃色區(qū)域）；大多數(shù)落基山（棕色邊線）以西的帝王蝶沿著藍(lán)色路線抵達(dá)加州海岸線的叢林越冬。

b. 帝王蝶北上路線圖：越冬結(jié)束，來自北美東部的帝王蝶在美國(guó)南部產(chǎn)卵（紅色路線），它們的子孫繼續(xù)北上回到先輩們的家園（黑色路線）；落基山以西的帝王蝶也踏上了回家的路（藍(lán)色路線）。圖片來源：參考文獻(xiàn)[2]

日光加磁場(chǎng)的GPS導(dǎo)航

那么，帝王蝶在飛行途中依靠什么辨別方向呢？它們航行的羅盤就是太陽。

在帝王蝶的復(fù)眼中，視網(wǎng)膜的大部分區(qū)域能夠感知太陽光的平行位置，而背面邊緣的小塊區(qū)域能夠獲取紫外光的角度。這些信息通過復(fù)雜的線路傳送到大腦的中央復(fù)合體，對(duì)飛行航線發(fā)出指令[3]。

不過，帝王蝶并不是簡(jiǎn)單地追隨著太陽飛行就萬事大吉。因?yàn)殡S著地球的自轉(zhuǎn)，太陽一直呈現(xiàn)著從東向西的運(yùn)動(dòng)，而帝王蝶的目的地卻是一個(gè)固定的地點(diǎn)。為了抵消太陽的運(yùn)動(dòng)，帝王蝶會(huì)啟動(dòng)藏在觸角里的生物鐘。有了它，太陽羅盤便能隨著時(shí)間推移不斷進(jìn)行自我調(diào)整，帝王蝶得以精準(zhǔn)地向著目的地挺進(jìn)[1,2]。

若是遇上濃云密布不見日光時(shí)，帝王蝶的遷徙也不會(huì)太受影響。因?yàn)樗鼈兊挠|角里還裝有一套地球磁場(chǎng)感應(yīng)系統(tǒng)。它們能夠通過捕捉地球磁力線的傾角，獲取方向信息，準(zhǔn)確地進(jìn)行跨緯度飛行[1,2]。

惡化的生態(tài)環(huán)境導(dǎo)致種群數(shù)量銳減

自上世紀(jì)九十年代起，墨西哥和加州兩地都對(duì)帝王蝶的越冬地點(diǎn)開始了常規(guī)監(jiān)控。而近年來帝王蝶數(shù)量的不斷減少，情況令人擔(dān)憂[4]。

a. 自1993/1994年在墨西哥越冬的帝王蝶的數(shù)量，單位：百萬；b. 自1997/1998年在加州越冬的帝王蝶的數(shù)量，單位：百萬。圖片來源：參考文獻(xiàn)[4]

是什么造成了帝王蝶家族的災(zāi)難呢？一個(gè)重要的原因在于帝王蝶的幼蟲基本僅以馬利筋屬植物為食。而近年來曾經(jīng)生長(zhǎng)著這些植物的林地，已經(jīng)陸續(xù)地被人類開采用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或其它商業(yè)用途[4]。帝王蝶幼蟲食不果腹，直接影響著整個(gè)種群的規(guī)模。

另外，由于人類伐木、耕種等所導(dǎo)致的林地面積縮減，也使得成年帝王蝶獲取花蜜日漸艱難。這給帝王蝶的生存帶來了巨大的威脅，以越冬為例：十一月當(dāng)?shù)弁醯麆倓偟诌_(dá)墨西哥目的地時(shí)，它們體內(nèi)平均的脂類含量大概是133毫克；待到來年三月中旬越冬結(jié)束，它們體內(nèi)只剩下56毫克——整個(gè)冬天，消耗了58%的脂肪；等到它們?cè)谒脑碌诌_(dá)美國(guó)南部交配產(chǎn)卵的時(shí)候，消瘦的它們體內(nèi)脂肪含量?jī)H剩26毫克[4]?？上攵?，沒有了花蜜，帝王蝶的生存該有多艱難？

經(jīng)過一個(gè)冬天的消耗，帝王蝶變得精疲力竭，“衣衫襤褸”。 圖片來源：參考文獻(xiàn)[5]

除此之外，氣候變化對(duì)于乳草的分布和數(shù)量以及帝王蝶的繁殖和遷徙也有著一定程度的影響。當(dāng)氣溫升高1℃以上，北美馬利筋屬植物的分布就會(huì)向北遷移。這樣一來，帝王蝶本應(yīng)在春夏交配繁殖的地區(qū)就變得不再適合乳草生長(zhǎng)和帝王蝶生存。植物的北移，也意味著春季遷徙的帝王蝶需要向北飛更遠(yuǎn)的距離才能有食物，而這是正是它們體內(nèi)脂肪儲(chǔ)備最低的艱難時(shí)刻[4]。

更嚴(yán)重的是，氣候變暖還會(huì)擾亂帝王蝶遷徙的方向，因?yàn)檎堑蜏啬孓D(zhuǎn)了帝王蝶南北遷徙中太陽羅盤的指向。秋天的帝王蝶利用時(shí)間補(bǔ)償?shù)奶柫_盤導(dǎo)航一路向南抵達(dá)墨西哥越冬地點(diǎn)。經(jīng)過冬季低溫的誘導(dǎo)，太陽羅盤方向會(huì)逆轉(zhuǎn)，在春天指引著帝王蝶飛回北方。若是沒有了寒冷的刺激，羅盤的方向保持不變，帝王蝶則會(huì)錯(cuò)誤地繼續(xù)向南飛行[6]。

據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，如果生態(tài)環(huán)境繼續(xù)向著惡劣的趨勢(shì)發(fā)展，到2030年，氣溫和降雨的變化將使得帝王蝶越冬森林的面積剩下目前的1/3；而到本世紀(jì)末，墨西哥冷杉所處的生態(tài)系統(tǒng)將完全消失[4]。帝王蝶的棲息地岌岌可危。

伐木活動(dòng)破壞了帝王蝶在墨西哥的冬季棲息地。圖片來源：joelsartore

長(zhǎng)久以來，那些與人類一路同行的野生動(dòng)物們正在一個(gè)接一個(gè)“走丟”。帝王蝶也許不是下一個(gè)，但對(duì)它們的保護(hù)工作也已刻不容緩。我們不希望未來的人們只能通過標(biāo)本和照片一睹帝王蝶的芳容，只能在紀(jì)錄片上看到它們?nèi)绱藟邀惖倪w徙。