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奇迹!科学家给蝴蝶装上“追踪器”!万里迁徙路线全曝光!

景点排名 2025年11月20日 08:03 1 cc
奇迹!科学家给蝴蝶装上“追踪器”!万里迁徙路线全曝光!

据《纽约时报》报道,一项前所未有的科学壮举正在北美大陆上演!科学家们首次成功地对帝王蝶(Monarch Butterfly)的个体进行了全程追踪,监测这些脆弱的生灵如何从遥远的加拿大安大略省,一路飞越数千英里,抵达它们在墨西哥中部的越冬栖息地。这不仅仅是一项技术突破,更是一场关于生命奥秘的“大揭秘”,为我们理解数百种飞行昆虫的神秘生命周期,以及它们在人类主导的地球上如何挣扎求生,提供了至关重要的线索。

这项令人振奋的成就,得益于一种革命性的微型太阳能无线电标签。它轻若鸿毛,仅重60毫克,售价200美元。想象一下,一只普通的帝王蝶体重约为500至600毫克,这意味着这枚标签的重量,相当于一只半颗葡萄干背负着三粒生米,却要完成横跨大陆的史诗级迁徙!今年,研究人员已经为400多只帝王蝶佩戴了这种标签,并通过一家名为Cellular Tracking Technologies的新泽西公司开发的手机应用程序,实时追踪它们的旅程。

华盛顿州立大学的蝴蝶科学家谢丽尔·舒尔茨(Cheryl Schultz)激动地表示:“这简直是奇迹,没有任何不令人惊叹的地方!”她最近的一项研究显示,在过去20年里,北美蝴蝶的数量锐减了22%。帝王蝶和其他飞行昆虫的迁徙之谜一直笼罩在迷雾之中,而现在,“我们终于能找到答案,这或许能帮助我们扭转这些小生灵的命运。”

这项技术不仅具有深远的科学意义,更可能带来巨大的社会影响。通过免费的“帝王蝶科学项目”(Project Monarch Science)应用程序,全球的帝王蝶爱好者都能实时关注每一只被标记蝴蝶的迁徙轨迹。许多蝴蝶飞越城市和郊区,那里种植授粉植物的花园正日益普及。更令人期待的是,这些追踪数据甚至可能帮助科学家发现新的越冬隐秘栖息地,揭开更多不为人知的秘密。

堪萨斯大学荣休教授奥利·泰勒(Orley Taylor),昵称奇普(Chip),他毕生致力于研究帝王蝶迁徙,是该领域在世研究时间最长的人。他盛赞道:“这是一项令人难以置信的技术进步!”

在此之前,帝王蝶的追踪工作一直依赖低科技手段,自1935年开始,最主要的努力是由泰勒博士于1992年创立的“帝王蝶观察”(Monarch Watch)组织领导。该组织每年为超过10万只帝王蝶贴上标签,但最终在越冬栖息地被找到的比例不足1%。即使找到带有贴纸标签的帝王蝶,所获得的信息也仅限于蝴蝶的物理特征以及被标记的时间和地点,对于中间漫长的旅程一无所知。这就像试图仅凭一本书的开头和结尾来理解整本书的意义,充满了空白和猜测。

奇迹!科学家给蝴蝶装上“追踪器”!万里迁徙路线全曝光!

而现在,随着这些“空白页”被逐一填补,研究人员发现,迁徙的故事远比他们想象的更加戏剧化。许多帝王蝶在途中被强风吹离航线,但它们凭借强健的翅膀肌肉和卓越的导航能力,奇迹般地重新找回了飞往墨西哥的正确方向。泰勒博士感叹道:“我们已经看到,很多我们自以为了解的关于这些昆虫迁徙的知识,都过于简单化了。”

帝王蝶进化出了两套高度复杂的导航系统。大多数时候,它们依赖一套与太阳相关的定位系统,通过补偿太阳在天空中的移动,全天候保持向南飞行。当云层遮蔽太阳时,帝王蝶会切换到备用指南针,利用紫外线来感知地球磁场的角度。

这两套“双重指南针”通常能让迁徙的帝王蝶保持在正确的总方向上。但它们如何精准定位到与它们曾曾祖父母去年占据的同一片孤立栖息地,这仍然是一个长期未解的谜团。

然而,这场史诗般的旅程充满了危险。据估计,只有不到四分之一的帝王蝶能够幸存下来,其余的则因不利的风向、饥饿的鸟类、车辆交通或纯粹的精疲力尽等各种威胁而丧命。那些成功抵达越冬栖息地的幸存者,将加入一场令人叹为观止的盛景:成千上万的蝴蝶在空中盘旋,形成万花筒般的漩涡,它们密密麻麻地栖息在冷杉树上,甚至连最坚固的树枝也会在它们的集体重量下弯曲。每年,数十万人徒步攀登1万英尺高的山脉,只为亲眼目睹这一自然奇观,但支撑着这种多代迁徙周期的生命链,正面临着日益严峻的压力。

上世纪90年代,墨西哥越冬栖息地的帝王蝶数量常年估计高达数亿只,但如今,这一数字很少能突破6000万。去年冬天,估计数量更是跌至约3800万只。而美国西海岸数量更少的帝王蝶种群则更加脆弱,去年冬天,在加利福尼亚海岸的常年栖息地,观测到的数量甚至不足1万只。

专家们指出,导致帝王蝶数量锐减的原因有很多,无一不与人类活动息息相关。在秋季和春季,气候变化导致的酷热和干旱,使得迁徙路线上的花蜜植物数量减少。在冬季,森林砍伐、甲虫侵扰和气候变化威胁着它们的越冬栖息地。而在夏季,由于耐除草剂作物的普及,帝王蝶赖以生存的乳草寄主植物,几乎在中西部农田消失殆尽,而那里曾是它们最重要的繁殖地。春夏季节对帝王蝶至关重要,因为雌性需要产下数百枚卵,才能弥补秋冬季的大量损失,而此时大多数帝王蝶处于禁欲状态。

这家拥有36名员工的Cellular Tracking Technologies公司,在泽西州开普梅机场的一个机库式空间里运营。公司创始人兼首席执行官迈克尔·兰佐内(Michael Lanzone)表示:“对我来说,这是一段长达20年的旅程,我希望能创建一家有朝一日能够实现如此重大突破的公司。”公司的核心员工都拥有保护生物学背景,他们制造的追踪设备适用于从大黄蜂到海象等各种动物(他们甚至还在研发用于海狸和鸭嘴兽的标签)。

今年9月12日,在加拿大安大略省的长角,该公司最新增强型昆虫标签的野外测试正式启动。两名加拿大政府研究人员为30只帝王蝶佩戴了无线电标签。第二天,当他们查看手机应用程序时,被帝王蝶的飞行表现震惊了。加拿大环境与气候变化部的研究科学家格雷格·米切尔(Greg Mitchell)说:“我们看到它们正以惊人的速度飞越伊利湖,然后在克利夫兰等地登陆。”

九周多以后,其中一只被标记为LPM021的雌性帝王蝶,已经飞越了已知的越冬栖息地,最后一次被探测到时,距离危地马拉还有425英里之遥,其毅力与旅程之远令人叹为观止。

安大略省的成功激励了Cellular Tracking Technologies公司,他们迅速向美国东部和加拿大南部的研究人员分发了400多个标签。很快,公司应用程序上的地图布满了蝴蝶的飞行轨迹,数十位昆虫学家在一个群聊中热烈猜测,哪只帝王蝶将创造历史,成为第一只被全程追踪到墨西哥城以西的孤立帝王蝶生物圈保护区的“冠军”。

最终,JMU004这只帝王蝶以“冲线”的姿态赢得了这场象征性的金牌。它由弗吉尼亚州詹姆斯·麦迪逊大学的莱昂内·布朗(Leone Brown)博士标记,37天后,于11月9日上午10点35分(当地时间)在埃尔罗萨里奥(El Rosario)栖息地被探测到,仅仅比一只在堪萨斯州劳伦斯市“帝王蝶观察”总部标记的帝王蝶早了三个小时。

虽然泰勒博士略显失望,但他仍然风度翩翩地在科学家群聊中公布了这个消息,而布朗博士则与她7岁、同样热爱蝴蝶的女儿分享了JMU004的胜利喜悦。尽管昆虫学家们开玩笑地称之为“比赛”,但他们强调,真正的意义在于了解所有被无线电标记的帝王蝶去了哪里,以及它们是如何到达那里的。布朗博士说:“这无关乎输赢,而在于坚持不懈地探索。”

一些被标记帝王蝶的非正统飞行路径,暗示它们可能受到额外重量的影响。但布朗博士对此进行了研究,认为这种影响微乎其微。她说:“大多数蝴蝶都在适应这些标签,即使它们可能飞得慢一点,或者需要更多的时间。”

这项追踪突破的关键在于一项卓越的工程壮举。今年早些时候,Cellular Tracking Technologies公司改进了其名为BlūMorpho的蝴蝶标签,使其信号能够被数十亿个支持蓝牙的设备自动探测到,只要被标记的蝴蝶在约300英尺(约91米)范围内经过。

该公司的其他标签几乎只出售给生物学家用于研究项目,但他们希望BlūMorpho也能吸引那些愿意支付200美元零售价的业余爱好者,包括成千上万自己饲养和放飞帝王蝶的人。与鸟类追踪需要特殊许可证不同,目前对昆虫佩戴追踪器没有全国性的限制,尽管加利福尼亚州和其他几个州要求办理许可证。

不过,对于普通用户来说,Blū标签的佩戴过程可能并不简单,他们可能会不小心伤害到一些蝴蝶。布朗博士在为每只帝王蝶佩戴无线电标签时,都会用玻璃纸信封套住翅膀以保护鳞片,并使用小砝码防止它们扇动。然后,她用睫毛胶刷在蝴蝶的胸部,小心翼翼地贴上BlūMorpho标签——一个带有拖曳天线的微型黑色设备,其长度几乎与帝王蝶自身的天然触角相当。

布朗博士强调:“我认为这些标签不应该被随意使用,它们应该用于保护和有重点的研究。”但她也无奈地表示:“很多人热爱帝王蝶,所以我想他们会做他们想做的事情。”

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