Nogle monark sommerfugle migrerer ikke

Monarkerne er bedst kendt for deres utrolige, lange afstandsvandring fra så langt nord som Canada til deres overvintringsområder i Mexico. Men vidste du, at disse nordamerikanske monark sommerfugle er de eneste, der migrerer?

Monarch sommerfugle (Danaus plexippus) bor også i Central- og Sydamerika, i Caribien, Australien og endda i dele af Europa og Ny Guinea. Men alle disse monarker er stillesiddende, hvilket betyder, at de forbliver et sted og ikke migrerer.

Forskere har længe antaget, at de nordamerikanske migrerende monarker stammede fra en stillesiddende befolkning, og at denne ene gruppe af sommerfugle udviklede evnen til at migrere. Men en nylig genetisk undersøgelse antyder, at det modsatte kan være sandt.

Forskere ved University of Chicago kortlagde monarkgenomet og mener, at de har præciseret genet, der er ansvarligt for vandrende adfærd i de nordamerikanske sommerfugle. Forskerne sammenlignede over 500 gener i både migrerende og ikke-migrerende monark sommerfugle og opdagede kun et gen, der konsekvent er anderledes i de to monarkpopulationer. Et gen kendt som kollagen IV α-1, som er involveret i dannelsen og funktionen af ​​flyvemuskler, udtrykkes i stærkt reducerede niveauer i de vandrende monarker. Disse sommerfugle bruger mindre ilt og har lavere stofskifte under flyvninger, hvilket gør dem mere effektive flyers. De er bedre udstyret til langdistancerejse end deres stillesiddende kusiner. Ikke-migrerende monarker flyver ifølge forskerne hurtigere og sværere, hvilket er godt til kortvarig flyvning, men ikke til en rejse på flere tusinde miles.

University of Chicago-teamet brugte også denne genetiske analyse til at se på monarkens aner og konkluderede, at arten faktisk stammer fra den vandrende befolkning i Nordamerika. De mener, at monarkerne spredte sig over oceanerne for tusinder af år siden, og hver nye befolkning mistede sin vandrende adfærd uafhængigt.

_Kilder:

• _{Monarch Butterfly, Danaus plexippus Linné, af Andrei Sourakov, University of Florida IFAS Extension. Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Genetiske hemmeligheder monark sommerfuglen afsløret, University of Chicago Medicine, 2. oktober 2014. Åbnede online 8. juni 2015.}

Frivillige - almindelige borgere med interesse for sommerfugle - har bidraget med meget af de data, der hjalp forskere med at lære, hvordan og hvornår monarker migrerer i Nordamerika. I 1940'erne udviklede zoolog Frederick Urquhart en metode til at mærke monark sommerfugle ved at anbringe en lille klæbemærkning på vingen. Urquhart håbede, at han ved at markere sommerfuglene ville have en måde at spore deres rejser på. Han og hans kone Nora mærket tusinder af sommerfugle, men indså snart, at de ville have brug for meget mere hjælp til at mærke nok sommerfugle til at give nyttige data.

I 1952 rekrutterede Urquharts deres første borgerforskere, frivillige, der hjalp med at mærke og frigive tusinder af monark sommerfugle. Folk, der fandt mærkede sommerfugle, blev bedt om at sende deres fund til Urquhart med oplysninger om hvornår og hvor monarkerne blev fundet. Hvert år rekrutterede de flere frivillige, som igen mærkede flere sommerfugle, og langsomt begyndte Frederick Urquhart at kortlægge de vandrende stier, som monarkerne fulgte i efteråret. Men hvor skulle sommerfuglene hen?

Endelig, i 1975, kaldte en mand ved navn Ken Brugger Urquharts fra Mexico for at rapportere den vigtigste observation til dato. Millioner af monark sommerfugle blev samlet i en skov i det centrale Mexico. Flere årtier med data indsamlet af frivillige havde ført Urquharts til de tidligere ukendte overvintringsområder for monarkens sommerfugle.

Mens flere taggeprojekter fortsætter i dag, er der også et nyt borgervidenskabsprojekt, der sigter mod at hjælpe forskere med at lære, hvordan og hvornår monarkerne vender tilbage i foråret. Gennem Journey North, en webbaseret undersøgelse, rapporterer frivillige placering og dato for deres første monarkobservationer i foråret og sommermånederne.

Er du interesseret i frivilligt arbejde for at indsamle data om monarkmigrationen i dit område? Find ud af mere: Frivilligt med et Monarch Citizen Science-projekt.

_Kilder:

• _{Dr. Fred Urquhart - I Memoriam, Monarch Watch, University of Kansas. Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Tagging af monarker, Monarch Watch, University of Kansas. Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Efterårets migrationsflyve af monark sommerfugle i det østlige Nordamerika afsløret af borgerforskere, Elizabeth Howard og Andrew K. Davis, Journal of Insect Conservation, 2008. (PDF) Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Dokumentere forårets bevægelser af monark sommerfugle med rejsen nord, en statsborger videnskab Program af Elizabeth Howard og Andrew K. Davis. I Monarch Butterfly Biology & Conservation af Karen Suzanne Oberhauser og Michelle J. Solensk.}

Opdagelsen af ​​hvor monark sommerfugle gik hver vinter rejste straks et nyt spørgsmål: hvordan finder en sommerfugl sig vej til en fjern skov, tusinder af miles væk, hvis den aldrig har været der Før?

I 2009 afslørede et team af forskere ved University of Massachusetts en del af dette mysterium, da de viste, hvordan en monark sommerfugl bruger sine antenner til at følge solen. I årtier mente forskere, at monarkerne må følge solen for at finde vej sydpå, og at sommerfuglene justerede deres retning, da solen bevægede sig over himlen fra horisont til horisont.

Det var længe blevet forstået, at insektantenner fungerede som receptorer for kemiske og taktile signaler. Men UMass-forskerne mistænkte at de måske kunne spille en rolle i, hvordan monarkerne behandlede lyslys, når de også vandrede. Forskerne satte monark sommerfugle i en flygesimulator og fjernede antennerne fra en gruppe sommerfugle. Mens sommerfuglene med antenner fløj sydvest, som sædvanligt, gik monarkernes sans antenner vildt af kursen.

Holdet undersøgte derefter det daglige ur i monarkens hjerne - de molekylære cyklusser, der reagerer på ændringer i sollys mellem nat og dag - og fandt, at det stadig fungerede normalt, selv efter fjernelsen af ​​sommerfuglens antenner. Antennerne syntes at fortolke lyslys uafhængigt af hjernen.

For at bekræfte denne hypotese delte forskerne igen monarker i to grupper. For kontrolgruppen belagte de antennerne med klar emalje, som stadig ville gøre det muligt for lys at trænge ind. Til test- eller variabelgruppen brugte de sort emalje-maling, hvilket effektivt blokerede for lyssignalerne fra at nå antennerne. Som forudsagt fløj monarkerne med dysfunktionelle antenner i tilfældige retninger, mens de, der stadig kunne registrere lys med deres antenner, forblev løbet.

Men der måtte være mere ved det end blot at følge solen, for selv på ekstremt overskyede dage fortsatte monarkerne med at flyve sydvest uden at fejle. Kunne monark sommerfugle også følge Jordens magnetfelt? UMass-forskerne besluttede at undersøge denne mulighed, og i 2014 offentliggjorde de resultaterne af deres undersøgelse.

Denne gang satte forskerne monark sommerfugle i flygesimulatorer med kunstige magnetiske felter, så de kunne kontrollere hældningen. Sommerfuglerne fløj i deres sædvanlige sydlige retning, indtil forskerne vendte den magnetiske hældning - så gjorde sommerfuglene en ansigt og fløj nordpå.

Et sidste eksperiment bekræftede, at dette magnetiske kompas var lysafhængigt. Forskerne brugte specielle filtre til at kontrollere bølgelængderne i flysimulatoren. Da monarkerne blev udsat for lys i det ultraviolette A / blå spektrale område (380nm til 420nm), forblev de på deres sydlige forløb. Lys i bølgelængdeområdet over 420nm fik monarkerne til at flyve i cirkler.

_Kilde:

• _{Antennal cirkadiske ure koordinerer solkompasorientering i vandrende monark sommerfugle, Christine Merlin, Robert J. Gegear, og Steven M. Reppert, Videnskab 25. september 2009: Vol. 325. Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Sommerfugl 'GPS' findes i antenner, af Judith Burns, BBC News, 25. september 2009. Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Forskere viser, at monark sommerfugle bruger et magnetisk kompas under migration, af Jim Fessenden, UMass Medical Schools, 24. juni 2014. Åbnede online 8. juni 2015.}

Takket være årtier med tagging af poster og observationer fra monarkforskere og entusiaster ved vi ganske lidt om, hvordan monarker styrer en sådan migrering med langt efterår.

I marts 2001 blev en mærket sommerfugl genvundet i Mexico og rapporteret til Frederick Urquhart. Urquhart kontrollerede sin database og opdagede denne hjertelige mandlige monark (tag # 40056) blev oprindeligt tagget på Grand Manan Island, New Brunswick, Canada, i august 2000. Denne person fløj rekord 2.750 miles og var den første sommerfugl mærket i dette område af Canada, der blev bekræftet for at afslutte rejsen til Mexico.

Hvordan flyver en monark sådan en utrolig afstand på så sarte vinger? Migrerende monarker er eksperter på at skyde stigende, lade de herskende vindvind og sydlige kolde fronter skubbe dem med i hundreder af miles. I stedet for at bruge energi, der klapper med deres vinger, kystner de på luftstrømmene og korrigerer deres retning efter behov. Flyflyveflyvere har rapporteret, at de deler himlen med monarker i en højde på op til 11.000 fod.

Når forholdene er ideelle til stigning, kan migrerende monarker forblive i luften i op til 12 timer om dagen, dækkende afstande på op til 200-400 miles.

_Kilder:

• _{"Monarch Butterfly, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "af Thomas C. Emmel og Andrei Sourakov, University of Florida. Encyclopedia of Entomology, 2^nd udgave, redigeret af John L. Capinera.}
• _{Monarch Tag & frigivelse, Virginia Living Museums websted. Åbnede online 8. juni 2015.}
• _{Længste monarkmigration - rekordflyvningen, Rejse nord. Åbnede online 8. juni 2015.}

Man skulle tro, at en væsen, der flyver flere tusinde miles, ville bruge en hel del energi ind ved at gøre det, og derfor ankommer målstregen væsentligt lettere end da den begyndte sin rejse, højre? Ikke så for monark sommerfuglen. Monarker tager faktisk vægt under deres lange migration sydpå og ankommer til Mexico og ser temmelig fyldige ud.

En monark skal ankomme til det overvintrede habitat i Mexico med nok kropsfedt til at klare det gennem vinteren. Når monarken er bosat i oyumelskoven, forbliver den i ro i 4-5 måneder. Bortset fra en sjælden, kort flyvning for at drikke vand eller en lille nektar, tilbringer monarken vinteren gemt med millioner af andre sommerfugle, hviler og venter på foråret.

Så hvordan får en monark sommerfugl vægt under en flyvning på over 2.000 miles? Ved at spare energi og fodre så meget som muligt undervejs. Et forskerteam ledet af Lincoln P. Brower, en verdenskendt monarkekspert, har undersøgt, hvordan monarker brændstof sig til migration og overvintre.

Som voksne drikker monarker blomsternektar, som i det væsentlige er sukker, og omdanner den til lipid, som giver mere energi pr. Vægt end sukker. Men lipidbelastning starter ikke med voksenlivet. Monarch larver fodres konstant, og akkumulere små energilagre, der stort set overlever hvalpen. En nyopstået sommerfugl har allerede nogle oprindelige energilagre, hvorpå de kan bygge. De vandrende monarker bygger deres energireserver endnu hurtigere, da de er i en tilstand af reproduktiv diapause og ikke bruger energi på parring og avl.

Migrerende monarker samles, før de begynder deres rejse syd, men de foretager også hyppige stop for at fodre undervejs. Efterår nektar kilder er ekstremt vigtige for deres migrationssucces, men de er ikke særlig betyder med hensyn til, hvor de foder. I det østlige USA fungerer enhver eng eller mark i blomst som en tankstation for migrerende monarker.

Brower og hans kolleger har bemærket, at bevaring af nektarplanter i Texas og det nordlige Mexico kan være afgørende for at opretholde monarkmigrationen. Sommerfuglene samles i dette område i stort antal og fodrer hjerteligt med at øge deres lipidlagre, inden de afslutter den sidste del af migrationen.

_Kilder:

• _{"Monarch Butterfly, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "af Thomas C. Emmel og Andrei Sourakov, University of Florida. Encyclopedia of Entomology, 2^nd udgave, redigeret af John L. Capinera.}
• _{Tanke på eftervandring af monark sommerfuglen, Lincoln P. Brower, Linda S. Fink og Peter Walford, Integrativ og sammenlignende biologi, Vol. 46, 2006. Åbnede online 8. juni 2015.}