又到了每年的这个时候，数百万的迁徙者从墨西哥进入美国南部，受到热烈欢迎。帝王蝶在墨西哥的跨火山山脉度过冬天后，即将开始它们标志性迁徙的第二段旅程。
但未来几代帝王蝶面对不断变化的气候，可能很难找到回家的路。
帝王蝶利用其大脑中部的太阳罗盘和触角中的生物钟进行导航。但是，直到现在，是什么让帝王蝶逆转方向仍然是一个谜。新的研究表明，春季初期的寒冷触发了这个转换。
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根据昨天发表在《当代生物学》杂志上的研究，帝王蝶在秋季南飞后，在暴露于较低温度后重新定向自己并开始向北飞。
马萨诸塞大学的神经科学家 Steven Reppert 和 Patrick Guerra 捕获了秋季迁徙的帝王蝶，并将它们置于不同的光照和温度条件下。
24 天后，他们将蝴蝶释放到一个飞行模拟器中。在秋季温度条件下饲养的帝王蝶继续向南飞。暴露于类似于墨西哥越冬地温度（4 至 11 摄氏度之间）的帝王蝶重新定向自己向北飞。
Reppert 说：“需要多少天的低温或实际温度本身尚不清楚。我们只知道，如果我们模拟墨西哥山区 24 天的昼夜温度，蝴蝶就会开始向北迁徙。”
“巨大的发现”
帝王蝶观察项目（Monarch Watch）的创始人兼教育推广和研究项目主任 Orley Taylor 称这是一个“巨大的发现”。泰勒说，许多物种都表现出逆向迁徙，但研究人员不知道它们是如何做到的。
泰勒说：“在科学中，我们必须从信号到行为。这是它的美妙之处之一，我们已经从信号到行为。”
黑白橙相间的蝴蝶的迁徙在鳞翅目世界中是独一无二的，因为它的往返旅程更像是鸟类进行的旅程——秋季从加拿大和美国北部到南加州和墨西哥的旅程。在那里，帝王蝶在“适宜”的微气候中过冬——温度足够低以降低它们的代谢需求，但又不会太冷以至于让它们冻僵。
在春天，它们飞回美国南部，在那里产卵，卵孵化成幼虫，幼虫成长为蛹。之后，新一代帝王蝶破蛹而出，继续向北的旅程。
由于温度是帝王蝶向北迁徙的关键触发因素，气候变化可能会成为其大规模迁徙的一大破坏者。
Reppert 说：“我们已经确定了一个潜在的脆弱领域。温度似乎是它们转向的关键。如果它们没有这种低温环境，它们似乎会继续向南飞。”
蝴蝶栖息地因伐木而面临风险
作者指出，逃离北美寒冷的帝王蝶最终会进入墨西哥微气候中一个微妙的平衡点，那里的温度徘徊在冰点以上。
帝王蝶观察者说，这些微气候正受到墨西哥森林的伐木和退化的威胁。
泰勒说：“蝴蝶，它们中的许多，会寻找森林中最黑暗和最凉爽的地方，这可能使它们能够逆转罗盘并向北迁徙。”他多年来一直在观察该物种的越冬空间从 7 公顷缩小到不足 4 公顷。
近年来，帝王蝶的数量一直在下降，原因有很多。
它们失去了大片栖息地，被农场和开发项目占据，干旱杀死了它们赖以生存的马利筋，2002 年一场严重而突然的风暴杀死了墨西哥近 80% 的越冬帝王蝶种群。
明尼苏达大学渔业、野生动物和保护生物学系的教授 Karen Oberhauser 说：“那是一次非常极端和不寻常的天气事件。通常是旱季；那里没有大的风暴，但他们只是下了很多雨。随后是低温，因此降水和寒冷的并置杀死了所有的蝴蝶。显然，预计在气候变化情景下，这种风暴将更加常见。”
寒冷触发因素的发现也引发了北方地区意外寒流可能扰乱整个南迁的可能性。
与秋季不同的模式
温度触发是出乎意料的。
帝王蝶从日照时间减少中获得秋季开始迁徙的信号。在研究帝王蝶滞育（一种阻止成年蝴蝶产卵和精子的激素变化）时，Oberhauser 发现，当它们同时暴露于日照时长和温度的变化时，它们表现出最大的反应。
她说：“迁徙生物需要对一个地方的条件做出反应，这些条件将预测其他地方的条件。” 从进化角度来看，它们对每年都恒定的事物做出反应是最有意义的，她说。
她说：“因此，令我惊讶的是，它们对温度做出反应，而不是对日照时长做出反应，日照时长显然是一个固定的线索，并且不会逐年变化。”
Reppert 和 Guerra 通过保持帝王蝶被捕获时的日照时长恒定，仅降低温度来测试了一组帝王蝶。蝴蝶仍然向北飞。
Reppert 说：“日照时长的细微变化可能仍然有一些影响，但似乎远不如温度重要。” 他计划通过使用分子和遗传工具来揭示哪些蛋白质和温度感觉机制在起作用，从而进行额外的研究。
帝王蝶本身就是坚强的生物。正如 Oberhauser 的研究表明，它们可以承受高达 40 摄氏度的温度，甚至可以通过抓住植物来抵御夏季风暴。面临风险的是它们每年的跨国迁徙。
泰勒说：“失去这种迁徙将是一件憾事。”
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