芝加哥大学(University of Chicago)的科学家进行的一项新研究显示，从商业育种商那里购买的帝王蝶，即便是在户外饲养的后代中，也不会向南飞行。在模拟室外条件下在室内繁殖的野生帝王蝶也没有向南迁移，这表明人工繁殖扰乱了帝王蝶著名的年度迁徙行为。
美国国家野生动物联合会(National Wildlife Federation)估计，北美帝王蝶的数量在过去20年里减少了90%。随着在加利福尼亚和墨西哥过冬的蝴蝶数量逐渐减少，帝王蝶的爱好者们开始采取各种各样的保护措施，包括在夏季和秋季进行人工繁殖和放飞蝴蝶。然而，本周发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的这项新研究表明，这些善意的做法可能不会产生预期的效果。
该研究的资深作者、芝加哥大学生态学和进化副教授马库斯·克朗福斯特(Marcus Kronforst)说:“我们希望这将是一条了解帝王蝶是如何失去迁徙能力的途径。”“这些帝王蝶被囚禁起来，几代人都无法迁徙，它们在基因上失去了迁徙的机会。这是自然现象的一个缩影。”
Kronforst是一位领先的研究生物多样性起源的科学家，从单个基因到整个群落，他使用热带蝴蝶作为模型物种。在最近的一系列研究中，他的实验室展示了特定的基因如何控制几种蝴蝶的翅膀颜色、图案和模仿。
蝴蝶的“飞行模拟器”
Kronforst实验室的博士生Ayse Tenger-Trolander是这项新研究的主要作者，他从一家商业供应商那里订购了几只成年帝王蝶，并把它们放在UChicago校区楼顶的户外花园中。蝴蝶被关在网箱里，但其他方面都暴露在自然光、温度和湿度下。
帝王蝶在夏秋两季繁殖，秋季的一代是迁徙的一代。Tenger-Trolander收集了从商业购买的成年蝴蝶交配后的卵，并把它们培育成成年蝴蝶。那个夏天出生的一代成为了秋天出生的一代的父母。
然后，Tenger-Trolander在一个“飞行模拟器”中测试了这一代的秋季飞行器，看它们飞行的主要方向。模拟器是一个开放式的金属圆柱体，就像一个立在一端的管子。蝴蝶的腹部被一根金属别针或缆绳拴在圆柱体顶部开口附近的一根杆上。这使得蝴蝶在圆柱体内自由飞行，但它们可以360度自由旋转。旋转的刻度盘每两毫秒记录蝴蝶的方向，并将数据保存到计算机中。
在这个飞行模拟器中，表现出迁徙行为的蝴蝶应该主要向南飞行。在同一花园中长大的本地捕获的帝王正是这样做的。然而，腾格-特兰德发现，由商业帝王蝶繁殖而来的蝴蝶并没有朝着主导方向飞行。
Tenger-Trolander还进行了第二组实验，从只捕获野生帝王蝶开始，完全在室内饲养后代。她试图通过调节温度和日照时间来模拟室外环境，但作为一个群体，这些蝴蝶也没有表现出迁徙飞行的迹象。有些个体确实是朝南飞行，但作为一个群体，它们并不主要是朝南飞行。事实上，取一只在户外生长的蛹，在它即将出现时将其带进室内，也“打破”了群体整体的迁徙行为。
“我以为这不会有什么关系，但它确实有关系，”腾格-特兰德说。“我们知道，有许多业余爱好者和狂热的育种者，他们试图尽自己最大的努力饲养，避免从商业育种者那里购买。但他们在室内饲养的方式也可能存在问题。”
差异隐藏在基因组中
一些帝王蝶的种群已经分散到世界各地的中美洲和南美洲、加勒比、南欧、北非以及太平洋对岸的澳大利亚，但这些新种群中没有一个像北美那样迁徙。Kronforst和Tenger-Trolander还研究了商业培育的蝴蝶的基因组成，看看它们与典型的北美帝王蝶有何不同。商业帝王蝶不迁徙的原因是不是因为它们来自一个更新的、非迁徙的种群?
基因分析显示，这种商业培育的蝴蝶确实来自北美，但它们的基因差异大到可以算作是不同的种群，与北美或其他迁徙到另一个大陆的种群不同。Kronforst说，他认为移民的损失在于这些基因差异。
他说:“我们不能指出是单一的基因变化造成了这种情况，因为有很多基因变化。”“但我们认为，在基因组的某个地方，隐藏着破坏它的变化。”
美国鱼类和野生动物管理局正在考虑是否根据《美国濒危物种法》将北美帝王蝶列为濒危物种。任何保护措施都是受欢迎的，研究人员说，业余爱好者在他们的花园里养毛毛虫或者在小学的科学课上放蝴蝶到野外是吸引公众的好方法。但这项新的研究表明，无论帝王蝶爱好者的初衷多么善良，他们都应该记住，这些可爱的蝴蝶的迁徙行为极其脆弱。
Kronforst说:“看起来购买帝王斑蝶来饲养和放生并不能促进迁徙人口的增长，在室内饲养它们可能也没有什么帮助。”“如果你想在花园里种马利筋，在房子周围养帝王蝶，那就别把它们带进来。如果你把它们放在户外，它们应该是完全没问题的。”