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每年，当冬季的霜冻和寒冷的空气开始笼罩美国东北部和加拿大东部时，在这些地区度过夏天的帝王蝶便会开始长达 3,500 公里的旅程，前往墨西哥中部的山区。长期以来，这些昆虫究竟如何找到通往这一避难所的道路一直让生物学家们困惑不解。但新的发现可能有助于解开这个谜团。根据本周在线发表在《美国国家科学院院刊》上的一份报告，这些生物似乎是利用太阳进行导航的。
先前的研究暗示，太阳和地球的磁场可能会引导帝王蝶的迁徙。但这些研究中很少有研究在受控环境下检查蝴蝶的导航能力，而是依赖于对野生动物的观察。在新研究中，加拿大安大略省金斯顿皇后大学的亨里克·穆里森和巴里·弗罗斯特首先创建了一个蝴蝶飞行模拟器。他们将昆虫固定在透明的有机玻璃圆筒中，从管子的底部吹出轻微的气流以刺激飞行。然后，为了评估帝王蝶是否会使用其内部时钟来确定哪个方向是西南方向（通往墨西哥的道路），并通过三角定位来确定太阳的位置，研究人员将一些蝴蝶的昼夜节律在实际时间的前后重置了 6 个小时。当放在阳光明媚的户外时，昼夜节律没有改变的蝴蝶始终向西南方向飞行，即使研究人员经常在整个实验过程中强迫它们改变方向。然而，节律改变的昆虫则向东南或西北方向飞行，具体取决于它们感知到的时间以及太阳在那时所处的位置——也就是说，由于它们的时钟发生了偏移，这些帝王蝶错误地计算了太阳的实际位置，并朝错误的方向飞行。此外，当研究人员在实验室中模拟阴天条件时，帝王蝶则随机飞行。即使引入强磁场，蝴蝶也没有朝任何特定方向飞行。
作者总结道：“通过对蝴蝶进行时钟偏移而产生的清晰且可预测的方向变化，有力地证明了迁徙的帝王蝶使用时间补偿的太阳罗盘。” “这些实验没有提供任何证据表明帝王蝶在迁徙过程中使用磁罗盘。”