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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，墨西哥中部的松樹林會出現(xiàn)大片“枯黃”景象。明明是常綠樹，難道是得了傳染病枯死了？不必擔心，那里的松樹已經(jīng)見怪不怪，這是它們的老蝶友了。沒錯，你看到的大片枯黃，是上百萬只君主斑蝶密密麻麻地聚集在松樹上的效果。

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?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過冬的，。它們在那里有多個過冬地點。每年9月到10月，加拿大南部和美國北部的君主斑蝶開始像候鳥一樣紛紛南遷，準備飛往更溫暖的墨西哥中部過冬。它們用不及半個巴掌大的小翅膀跨越了氏達4000千米的距離，相當于從黑龍江到海南的直線距離。

占據(jù)松林的君主斑蝶

君主斑蝶看起來和普通蝴蝶無異，是什么支撐這些柔弱身軀完成如此大規(guī)模遷徙？科學家發(fā)現(xiàn)，君主斑蝶的身體為適應遷徙做出了一些“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，這會抑制君主斑蝶的繁殖本能，把所有精力都放在長途遷徙上。

在繁殖欲望降低的同時，這些南遷君主斑蝶的壽命也延長到了9個月。實際上，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月到達墨西哥松林中的過冬地點。它們停歇在樹冠上層層疊疊，像從樹上長出來的茂密黃葉，就這樣靜待冬天過去。待到第二年3月春暖花開，這些君主斑蝶才終于開起了求偶盛會，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冬地點分布

但雌蝶已經(jīng)等不到歸鄉(xiāng)產(chǎn)子。出發(fā)不久后，它們就會尋找乳草屬植物生長茂盛的落腳點，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月，它們又會在中途繁衍下一代，讓第三代繼續(xù)接力這場馬拉松。

君主斑蝶從春季到秋季的遷徒路線

經(jīng)過整整四代，這場史詩般的大遷徙才完成一輪循環(huán)。這場遷徒別說在昆蟲界，就是在整個動物界也堪稱奇觀。在震撼之余，科學家更困惑的是，這些小飛蟲如何能在這么長的路線中不迷失方向？畢竟對人類而言，即使開著導航在城市里開車依然可能迷路。

君主斑蝶的秘密武器

在跟蹤研究君主斑蝶幾十年之后，科學家終于摸清了它們的一些導航機制，其中涉及了相當復雜的調(diào)控系統(tǒng)?？绰纷钪苯拥漠斎皇茄劬Γハx能感知到人類看不見的光。許多昆蟲包括蝴蝶、蜜蜂、螞蟻的復眼能夠探測偏振光，幫助定位方向。偏振光指的是光波朝特定方向振動的光。陽光混合了朝各個方向振動的光，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>

君主斑蝶的復眼探測到的偏振光信息會輸入腦袋里的太陽羅盤系統(tǒng)，它位于腦中央復合體（ centralcomplex）。這一腦區(qū)能夠整合偏振光來源等信息，判斷太陽的方位角，從而指揮身體的前進方向。

這個導航系統(tǒng)的準確性非常依賴生物鐘?？茖W家曾做過一個實驗，打亂君主斑蝶的自然生物鐘，看它們是否還能夠準確導航。美國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。對照組按自然規(guī)律，早上7點到晚上7點開燈。讓蝴蝶適應一周后，上午10點放到戶外飛行模擬器中觀察蝴蝶的飛行方向，大多數(shù)蝴蝶都會按預期朝西南方向，即墨西哥的方向飛行。

而實驗組則是每天凌晨1點到下午1點讓它們處于模擬白天環(huán)境下。同樣在一周后的上午10點進行相同的實驗，結(jié)果蝴蝶們開始朝東南方向飛行。這是因為此時蝴蝶的生物鐘對應的是下午4點，而非實際時間上午10點，所以它們的太陽羅盤系統(tǒng)是根據(jù)下午4點的太陽方位角來判斷飛行方向的。

所有動物都有自己的生物鐘，這決定了它們的晝夜節(jié)律，包括什么時候醒來，什么時候入睡。動物調(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，讓它們知道何時該遷徒，但對導航起關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立輔助導航。被移除或涂黑觸角的君主斑蝶仍能在大腦太陽羅盤系統(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，在缺少陽光的情況下，君主斑蝶也能像一些鳥類和哺乳動物那樣通過地磁系統(tǒng)導航。

君主斑蝶腦中央的太陽羅盤系統(tǒng)

無論是君主斑蝶爆發(fā)，還是云南金平的箭環(huán)蝶爆發(fā)，都多少令人期待，但另一些動物的爆發(fā)事件就沒那么美好了。比如蝗蟲大爆發(fā)，上世紀50年代成千上萬的沙漠蝗蟲烏云壓城般從阿拉伯半島飛了5000千米，到達非洲西海岸，沿途的莊稼無不遭殃。最近幾年，蝗災又有卷土重來的趨勢。而在今年5月到6月的北美地區(qū)，17年蟬的幼蟲即將結(jié)束17年周期的地下生活，數(shù)十億只蟬破土而出，難以想象到時候的蟬鳴大合唱將會有多震耳欲聾。