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    墨西哥利用國際原子能機構數據研究蝴蝶遷徙

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    Scientists studied the migration of six butterflies with isotopes

    科學家們利用同位素研究了六種蝴蝶的遷徙情況:美國鼻蝶(Libytheana carinenta)、皇后蝶(Danaus gilippus)、無云硫蝶(Phoebis sennae)、萊莉亞皇后蝶(Asterocampa Leilia)、斑紋蝶(Euptoieta claudia)和南方狗臉蝶(Zerene cesonia)。(圖/S. Bright、V. Charny、J. Gallagher和J. Green)

    通過利用原子能機構數據庫和穩定同位素方法,科學家們成功確定了包括蝴蝶在內的幾種昆蟲的遷移路徑。在最近發表在《多樣性》雜志上的一篇論文中,一組科學家介紹了六種蝴蝶從加拿大和美國遷移到墨西哥的研究結果。這是首個確定墨西哥境內幾種蝴蝶物種的起源和遷移路徑的研究。基于這些科學數據,有關當局可以制定戰略,在這些昆蟲的旅程中保護它們。

    “了解蝴蝶在遷徙過程中的來源,有助于為保護其繁殖區的資源可能需要的保護戰略提供信息。同樣,了解蝴蝶在冬季的去處有助于保護它們在此期間的棲息地。”原子能機構同位素水文學實驗室前負責人Leonard Wassenaar說,“如果不使用同位素方法,就無法建立蝴蝶年度生命周期中地理位置之間的聯系。

    ”這項研究的基礎是測量雨水中的氘——一種稀有的氫同位素,而雨水被動物和人類直接攝入。由于雨水及其中的氘成分在降雨地區是獨一無二的,因此雨水氘含量可作為一個直接標記,科學家可通過測量毛發、翅膀、爪子、羽毛或骨骼中的氘含量來確定出生在不同地區的個體動物的來源。對于蝴蝶來說,氘含量是在翅膀中測量的,顯示出昆蟲出生的地區。

    雖然幾十年來同位素已被用來精確地確定一些昆蟲,如帝王蝶(Danaus plexippus)的遷徙路徑,但在墨西哥和其他國家,其他幾十種蝴蝶、昆蟲和其他遷徙動物的遷徙模式和路徑仍有待確定。

    蝴蝶遷徙模式:鏈式、跳躍式和泛混合式

    研究顯示,為了過冬,六種蝴蝶中有四種從美國北部或加拿大南部遷徙到墨西哥。這項研究還揭示了有關蝴蝶物種遷徙方式的更多信息。

    長途遷徙蝴蝶:美國鼻蝶、斑紋蝶、皇后蝶和狗臉蝶。每張地圖上顏色越深的區域,來自這些地區的蝴蝶在墨西哥的存在就越多。(圖/西安大略大學)

    研究發現,美洲鼻蝶(Libytheana carinenta)的遷徙路線最長,其遷徙為“鏈式遷徙”。這意味著,出生在次大陸北部的美國鼻蝶只有在出生在南部的鼻蝶已進一步向南遷徙之后,才在墨西哥定居過冬。

    另一方面,人們觀察到皇后蝶(Danaus gilippus)在次大陸進行了“跳躍式遷徙”。這意味著,出生在次大陸南部地區的皇后蝶個體會飛向更遠的南方。然而,研究發現,它們在北方出生的同類在冬季比在南方出生的蝴蝶向南飛得更遠,換句話說,它們比在南方出生的蝴蝶“跳”得更遠。

    第三種蝴蝶是南方狗臉蝶(Zerene cesonia),人們發現它們采取“泛混合式”遷徙,也就是說個體蝴蝶在遷徙途中相互混合并定居在一起,而不管它們來自哪個地區。

    根據蝴蝶翅膀確定其出生地

    為了研究這六種蝴蝶的遷徙路徑,科學家們在一條幾種遷徙蝴蝶經常出沒的特定山谷公路上收集了一些被過往車輛撞死的蝴蝶樣本。樣本采集時間為2019年9月至11月。為了確定遷移路徑,科學家們通過分析翅膀中的氘,并將其與原子能機構數據庫中存在的雨水同位素數據進行比較,確定了它們的出生地。

    “這類研究很重要,因為一方面,它有助于我們了解動物的進化模式,另一方面,從保護的角度看,它有助于我們預測哪些種群可能更容易受到遷徙路線上的事件影響,如氣候事件、車輛碰撞和棲息地喪失的影響。”加拿大西安大略大學研究員、本項研究的共同作者Keith Hobson說。

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