跨国迁徙的帝王蝶，能够跨越气候变化吗？

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图源：KathyServianonUnsplash
导读
每年秋季，一部波澜壮阔的迁徙大片都会在北美大陆上演，主角是生活在落基山脉东部的数以千万乃至亿计的帝王蝶。这些翅展仅约10厘米的昆虫，会成群结队地从美国北部、加拿大南部启程，扇动着标志性的橘黄色翅膀，飞往数千公里外的墨西哥山林里越冬。
然而，帝王蝶的数量在过去三十年里出现了大幅下降，目前的种群规模相对于1990年代的高峰期萎缩了近90% 。为了解释这一现象，科学家们提出了三种假说， “嫌犯”分别涉及除草剂、迁徙意外和气候变化。 7月19日发表在《自然·生态与演化》的一篇论文，对三种假说进行了检验，结果发现，繁殖季的气候变化可能是造成帝王蝶种群规模下降的“真凶” 。
撰文|夏志坚
责编|冯灏
生活在美洲地区的黑脉金斑蝶大概是地球上最为人知的蝴蝶之一，它有一个响当当的名字“帝王蝶”（monarchbutterfly）。一个流传甚广的说法是，这种蝴蝶耀眼的橘黄色翅膀令初到北美大陆的欧洲殖民者想到了建立丰功伟业的奥兰治王子（PrinceofOrange ，也即后来的英格兰国王威廉三世）， “帝王蝶”因此得名[1] 。
作为唯一一种迁徙性蝴蝶[2] ，每年秋季，数千万乃至上亿只分布于落基山脉东侧的帝王蝶（即东部帝王蝶）会从加拿大南部、美国北部南下数千公里到墨西哥中部的山林里越冬。

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帝王蝶南下迁徙路径|图源：fs.usda.gov
等到次年二、三月天气回暖之后，帝王蝶们又会一路北上，重回故土。美国得克萨斯州中部是回程第一站，在这里它们将产下自己的第一代子女。随后，第一代子帝王蝶将在5月到6月期间继续北上至美国北部和加拿大南部，在这里，它们会产下第二代甚至第三代帝王蝶。到8月末，新生的帝王蝶们会重新踏上自己祖先已走过千万次的路线，回到位于墨西哥中部的越冬地[3] 。

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帝王蝶北上迁徙路径|图源：fs.usda.gov
数代帝王蝶每年接力完成数千公里的跨越，是地球上最为宏大的迁徙壮景之一。然而，如此恢弘的场景在未来可能将不复存在。
过去三十年，帝王蝶的数量大幅下降，甚至可能到了无法维系种群的地步。 1990年代中期，东部帝王蝶在墨西哥山林的覆盖面积曾达到18.19公顷，然而在刚刚过去的这个冬天，覆盖面积只剩下2.1公顷，三十年不到的时间，种群覆盖面积萎缩了近90% 。
由于迁徙的东部帝王蝶数量众多，统计可靠的个体数量难以实现，科学家因此以其在越冬地的覆盖面积评估种群规模及年际变化[5] 。科学家们估计，要维持东部帝王蝶的正常更替，其种群覆盖面积至少应达到6公顷[4] 。

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帝王蝶种群覆盖面积近年来长期低于6公顷的临界点|图源：MonarchJointVenture
到底是什么造成了帝王蝶数量急剧下降呢？目前主要有三种假说：乳草受限假说、迁徙存活假说以及气候变化假说。
最为有名的是乳草受限假说（milkweedlimitationhypothesis），该假说认为帝王蝶种群数量的变化，尤其是1990年代晚期的急剧下降，缘于乳草植物——帝王蝶的寄主植物和幼虫唯一的食物来源——大范围的消失。
在美国，乳草植物的分布范围常与农业区重合，而自上世纪90年代起，由于引入抗草甘膦的转基因农作物，农户开始大量使用草甘膦除草剂，乳草植物随之减少，与此同时，帝王蝶的种群数量也剧烈下降。