马利筋真的是拯救帝王蝶的关键吗?

黑脉金斑蝶靠马利筋为生。大约30种马利筋植物是北美帝王蝶产卵的唯一地方，一旦这些卵孵化，马利筋就成为它们标志性的条纹毛虫的唯一食物来源。

因为“quasi-extinction现在隐隐浮现在北美著名的迁徙帝王蝶身上，即使是轻微的在2015年反弹在美国，我们的救援工作以这种重要的资源为目标是有意义的——特别是在马利筋也受到除草剂围攻的情况下。因此，种植马利筋成为了一种流行的方法，不仅可以帮助蝴蝶产卵，还可以拯救其中一只蝴蝶地球上最大规模的动物迁徙．

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然而，虽然没有人怀疑帝王蝶需要马利筋，但一些研究它们的科学家已经开始质疑，种植马利筋是否真的是解决这种特定数量下降的最佳方法。事实上，最近的一项研究表明，当黑脉金斑蝶幼虫从乳草进化到以更多样化的花蜜为食的成年黑脉金斑蝶幼虫后，问题主要出现在令人精疲力竭的秋季迁徙中。

康奈尔大学的生态学家、这篇新论文的合著者阿努拉格·阿格拉瓦尔(Anurag Agrawal)说:“如果下降在迁徙的某个特定阶段最为普遍，那么这个阶段的研究可能更重要。”这篇文章上个月发表在《Oikos ?．“如果我们把很多精力花在了错误的舞台上，那不是很滑稽吗?”

这种情绪在一些君主专家中有所增长，但并非普遍存在。这项新研究强调了马利筋在这场危机中所扮演角色的科学分歧。

“事实上，我认为这可能是非常危险的，如果人们得出结论，他们不应该关注繁殖栖息地的保护，”说凯伦Oberhauser他是明尼苏达大学(University of Minnesota)著名的帝王蝶专家，自1984年以来一直在研究这种蝴蝶。“我非常担心人们对这项研究的解读。”

像这样的辩论可能是科学健康的一部分，但当科学家们理清头绪时，我们其他人应该做什么呢?我们真的可以通过种植本地马利筋来阻止帝王斑蝶数量的下降吗?或者我们应该更多地关注其他策略?为了找到答案，我们采访了几位专家，讨论了什么可能会伤害到这些可爱的蝴蝶，以及什么可能会让它们短暂忙碌的生活更轻松。

这张地图用绿色描绘了帝王蝶的春季活动范围，黄色代表夏天，橙色代表秋天。点击放大。(图片:美国鱼类和野生动物管理局）

quasi-extinction是什么?

首先，有必要提醒一下这种迁徙是多么惊人。在至少100万年的时间里，一群群脆弱的昆虫每年都要在北美地区进行一次跨越2500英里的接力活动，由四代蝴蝶完成，成年蝴蝶把接力棒传给了本能地继承父母使命的毛毛虫。它们通过捕食者、寄生虫、风暴、道路和杀虫剂，从美国和加拿大南部的大片地区涌入墨西哥的12座山脉。

每年都有数百万帝王蝶在这些山上过冬，它们被山杉林罕见的小气候所吸引。它们是一年迁徙的第4代，当春天到来时，它们通过向北飞到墨西哥北部和美国南部产卵来重新开始这个周期。第1代后代很快成熟、交配并继续向北迁徙，一路上产下更多的卵。

第二代也有类似的生活，从4月到7月在北美东部产卵。第3代和第4代成熟得更慢，在夏末和秋天返回南方的漫长旅程中，它们靠花蜜充饥。利用太阳位置、地球磁场和其他变量，他们最终找到了和他们的曾曾祖父母一样的12座山，尽管他们从未亲自去过那里。

作为一个物种，帝王蝶没有立即面临灭绝的风险。然而，尽管它们在现代已经传播到其他大陆，遗传学表明它们在北美进化这也是它们唯一迁徙的地方。现在，这种迁徙的种群数量正在迅速减少，在未来20年里，它们面临着准灭绝的“重大风险”——或者严重崩溃而无法恢复，根据2016年的一项研究．

从1994年到2015年，在墨西哥过冬的帝王蝶覆盖的总面积以公顷为单位。(图片:Xerces /美国农业部)

马利筋?

上世纪90年代，多达10亿只帝王蝶在墨西哥过冬，但如今只有一小部分出现在这里。两年前，只有大约3500万头帝王蝶抵达墨西哥，虽然2015年的迁移按最近的标准来看是不错的，但其最终估计仍是相对较少的1.4亿。

根据君主观察组织的数据，自1992年以来，帝王蝶已经失去了约1.47亿英亩的夏季繁殖栖息地，这意味着产卵的地方更少了。本地乳草一样Asclepias tuberosa(如图)由于工业化农业，包括可以耐受草甘膦(又名农达)等除草剂的转基因生物(GMOs)的种植，在许多地区逐渐消失。使用“抗农达”作物的农民可以更自由地喷洒草甘膦，因为他们知道只有基因保护的植物才能生存。

马利筋被认为是一种害虫已经有一段时间了，正如它的名字所暗示的那样，所以在农场被当作目标并不是什么新鲜事。但抗农达转基因作物的兴起，让农民通过增加除草剂的使用，更彻底地杀死了它，甚至在作物在春天发芽之后。例如，耐除草剂(HT)大豆于1996年问世，到2014年，它们的种植面积占美国大豆种植面积的94%，根据美国农业部．目前，高温玉米和棉花在美国的采用率约为90%。

去除小块的马利筋会让雌性帝王蝶更难达到产卵的潜力，2010年的一项研究发现，因为他们必须花更多的时间寻找一个合适的地方。正如Oberhauser在2013年的一项研究中提到在美国中西部，帝王蝶数量的急剧下降似乎表明它们的困境与马利草的损失有关，因为高温作物在中西部比在帝王蝶数量更稳定的地区(如美国东北部和加拿大南部)更常见。这些发现导致马利筋补充的广泛流行，从当地学校和园艺中心的努力到联邦政府的激励措施为农民。

南部不适

尽管马利筋的重要性不可否认，但这项新研究表明，它不是帝王蝶冬季数量低的主要因素。这并不是第一个提出这一观点的研究，但由于每年蝴蝶数量的大量数据，这可能是迄今为止最令人信服的研究。这是“君主保护的游戏规则改变者”，根据一位博客佐治亚大学的生态学家安德鲁·戴维斯提出了类似的问题，但他没有参与Oikos的新论文。

“这项研究再次表明，帝王蝶的繁殖季节可能并没有减少。它们可能在前往墨西哥的途中下降，”戴维斯告诉MNN。“这有点争议。像这样的研究让君主群体有点两极分化。”

在这项新研究中，研究人员想要找出每年迁徙的哪一部分对帝王蝶最危险，从而找出我们应该集中精力帮助的地方。他们分析了北美四个监测项目22年来的公民科学数据，研究了不同迁移阶段的人口。

他们发现第一代的数量每年都在急剧下降，他们把这归咎于“从越冬地来的春季移民数量越来越少”。但他们补充说，帝王斑蝶的数量在夏季会出现增长，在它们到达墨西哥之前，没有统计上的显著下降迹象。研究人员写道，这表明这种破坏发生在秋季迁徙路线上的某个地方。

那么，如果帝王蝶在前往墨西哥途中面临的最大威胁是什么呢?该研究的作者还不确定，但他们确定了三种可能性:栖息地破碎、恶劣的天气和秋天可获得的花蜜太少。

人类曾用各种方法切割帝王蝶的古老迁徙路线，但高速公路是最致命的。例如，2001年的一项研究估计汽车和卡车在一周内杀死了50万只帝王蝶在伊利诺斯州中部。戴维斯说:“我通过整个飞行路线推断出这个数字，我得出的结果是2500万人仅仅因为过马路而死亡。”“从实际情况来看，两年前，我们认为整个越冬的种群大约是5000万。”

阿格拉瓦尔解释说，美国南部的恶劣天气也可能是一个原因，包括使飞行困难的风暴和限制水和花蜜的干旱。

“我们不能高估德克萨斯州干旱的重要性，”阿格拉瓦尔说，他指的是2010年至2013年的历史性干旱期。“这是德克萨斯州50到100年来最严重的干旱。春雨通常促进马利筋茂盛生长，然后在秋天，秋麒麟草和其他帝王蝶在南迁时赖以生存的花朵。气候在预测君主数量方面非常重要。”

花蜜短缺导致帝王蝶数量减少的观点仍然是猜测，但阿格拉瓦尔说，干旱或洪水都可能破坏植物的花蜜生产，花蜜和水对成年帝王蝶的整个迁徙过程至关重要，尤其是在它们马拉松式地飞回墨西哥的过程中。

虽然一些转基因倡导者为这项研究喝彩，认为它证明了草甘膦和转基因生物是正确的，但作者并没有得出广泛的结论。这项研究的对象是蝴蝶，而不是转基因生物。即使马利草的流失不是导致近期黑脉金斑蝶数量下降的主要因素，这项研究也很难消除除草剂对生态的危害。事实上，Agrawal指出，杀死北方马利筋的同样的农业做法也可能限制花蜜——因此成年帝王蝶也会限制到更远的南方。

“坦率地说，除草剂和工业化农业也可能是这些花蜜来源的一个因素，”他说。“如果开花植物变少了，这可能会是个问题。”

为什么争论?

阿格拉瓦尔说，一些批评人士指责这项研究依赖于公民科学数据，但这不是奥伯豪泽怀疑的原因。“我是公民科学的坚定信徒，”她说。“我在研究公民科学的重要性方面做了很多工作，所以我对数据和收集数据的人有很强的信心。我只是对这些数据的解释和分析方式有所保留。”

她主要担心的是收集数据的地点，她说这不足以估计繁殖季节的整体帝王蝶数量。

“他们使用的研究是在相同的地点年复一年地进行的，”她说。“就数据收集的性质而言，这些都是君主的好网站。人们选择它们是因为它们是很好的栖息地。我们可以从这些数字中学到很多东西，我参与的研究使用了这些项目的数据。但作为监测整个人口的一种手段，使用少数没有变化的数据是不合适的。”

她解释说，当公民科学监测项目开始时，帝王蝶还有很多其他栖息地没有被监测。“但这些栖息地现在已经消失了。所以帝王蝶的栖息地缩小了。”她补充说，仅仅因为帝王蝶在剩余栖息地的数量没有下降，并不一定意味着秋季前总体种群规模不变。

阿格拉瓦尔反驳说，所有的监测程序都会预测其他地点的黑脉金斑蝶数量，即使收集数据的是不同的人。他认为:“除非数据有效，否则这种情况不会发生。”尽管存在争议，但两位研究人员都迅速淡化了分歧。“我尊重这项研究的作者，”奥伯豪泽说。“我只是认为他们没有仔细考虑如何使用这些成人计数数据。”Agrawal补充道:“我是Karen的超级粉丝。她是最重要的君主科学家之一。”

这一切意味着什么?

虽然科学家们发现了帝王蝶的问题所在，但种植马利筋肯定没有害处，对吗?嗯，这取决于物种和地方，因为一些非本地的乳草真的会让事情变得更糟吗．(要想知道哪些物种是你附近的本地物种，请查看本文由MNN的汤姆·奥德撰写,或这是泽尔塞斯协会的马利筋发现者)。另外，正如戴维斯指出的那样，如果我们不帮助帝王蝶在后期的迁徙阶段，即使种植本地的乳草也可能是徒劳的。

戴维斯说:“我是这样看的:如果它们在南迁过程中真的有那么多问题，那么在繁殖季节生产更多的帝王蝶只会让更多的帝王蝶走向死亡。”“我不确定仅仅是在这个过程中输送更多就能解决问题。”

然而，戴维斯有资格说，“种植本地马利筋不会有什么坏处，”阿格拉瓦尔也有同感。“我不认为种植马利筋是一件坏事，”他说。“它们长得很好看，会吸引其他昆虫。我们应该种植马利筋吗?当然。但这能解决问题吗?几乎可以肯定不是。”

专家们倾向于同意君主需要很多帮助。蝴蝶需要在繁殖范围内得到马利草更好的保护，需要美国南部本土开花植物更好的保护，需要墨西哥的山药林更好的保护。(它们可能也会喜欢更少的栖息地碎片化和杀虫剂使用。)争论的焦点主要是在哪里以及如何最需要我们的帮助。

奥伯豪泽说:“他们的一个结论是，我们需要研究迁徙周期的所有部分，当然，南部地区对帝王蝶非常重要。”“至关重要的是，它们有良好的栖息地来迁徙，所以我不是说南部不重要。但仅仅因为他们没有看到这几个监测点和墨西哥之间的相关性，这并不意味着这里(北部繁殖区域)发生的事情不重要。”

佐治亚大学研究君主生态的博士候选人达拉·赛特菲尔德(Dara Satterfield)说，没错。但经过多年对马利筋的关注，这项新研究表明，是时候宣传许多其他本土植物的重要性了。除了种植马利草，Satterfield建议我们也恢复各种生物多样性的栖息地，在那里迁徙的帝王蝶繁衍了数千年。

她说:“这篇论文提醒我们，帝王蝶在整个迁徙范围内都需要保护——从马尼托巴省到密西西比州再到米却肯州。”“种植马利筋仍然至关重要。马利筋仍然是帝王蝶生命开始的地方。同样重要的是，我们要记住，在它们的一生中，帝王蝶依赖于不同的植物。毛虫需要马利筋作为迁徙和繁殖的成虫，它们需要霜草、蓟、向日葵、雾花，很多种类的花。作为越冬蝴蝶，它们需要墨西哥的高海拔冷杉树。

Satterfield继续说:“在过去的几十年里，帝王蝶已经失去了数百万株这种植物。”“这些最近的数据提醒我们，我们不仅需要保护和提供马利筋，还需要种植花蜜源，保护墨西哥的森林，并继续在它们的范围内研究帝王蝶。”

奥伯豪泽补充说，我们都需要继续尽我们所能保护这些不可思议的生物——从土地管理的重大决定到为我们的后院挑选植物。她说:“君主的神奇之处在于，每个人都可以做出改变。”“帝王蝶可以使用很多不同类型的栖息地，所以人们真的可以做出各种各样的个体差异。”