北美帝王蝶

　　據美國媒體報道，經過長期觀察研究，科學家揭開了北美帝王蝶萬里遷徙導向的奧秘。原來，帝王蝶的觸鬚具備全球定位的能力，指引它們的遠程遷徙而不迷航。

　　遠程遷徙

　　帝王蝶是棲息在北美地區的一種色彩斑斕、身體碩大的蝴蝶，學名「黑脈金斑蝶」，俗稱「帝王蝶」，是北美地區最常見的蝴蝶之一，也是地球上唯一的遷徙性蝴蝶。每年10月底至來年3月初，上億只帝王蝶從美國東北部和加拿大南部飛越4500多公里來到溫暖的墨西哥中部林區越冬和繁衍，然後在飛回美國和加拿大。為什麼帝王蝶遷徙近一萬里而不迷路呢，科學家一直試圖揭開帝王蝶導向的奧秘。

　　奧秘在觸鬚上

　　科學家經過不懈努力，終於弄清楚了帝王蝶是通過什麼機制指引如此大規模、遠距離遷徙的。大多數人此前都認為它們的導向機制存在於大腦中，但科學家研究表明指引它們遷徙的生物鐘竟然是存在於觸鬚上。

　　每年秋季，帝王蝶都會在遠程跋涉過程中利用太陽來指引它們飛到墨西哥中部的越冬地點。但由於太陽是一個移動的目標，白天在不斷變化位置，生物學家長期以來就推測帝王蝶除了利用太陽之外，一定還利用某種生物鐘來導向。現在，研究者找到了這種特殊的定位全球系統，只是大大出人意料。

　　「我們知道，此前都假定這種起到導向作用的生物鐘存在於帝王碟的大腦中，」美國馬薩諸塞州大學的史蒂芬-裡珀特和其他科學家共同撰寫了一篇研究論文，於星期四發表在「科學」雜誌上。他說：「以前幾乎每個人都會說，『生物鐘肯定是在大腦中。否則會在那裡呢？』」

　　裡珀特和他的研究小組一直致力於研究蝴蝶觸鬚感知氣味的能力，而他們的研究結果令人震驚：當他們剪下蝴蝶的觸鬚，將蝴蝶放進飛行模擬器時，蝴蝶的飛行變得紊亂了。

　　「這是不同尋常的分別，」 裡珀特說：「失去觸鬚的蝴蝶仍然按直線飛行，但在一起時它們卻飛向不同的方向。相反，有觸鬚的蝴蝶則全部飛向西南方。」沒有了觸鬚，蝴蝶就失去了利用太陽導航的能力，無法根據白天不同的時間調整方向。

　　但當研究這些失去觸鬚的蝴蝶的大腦分子變化時，他們發現大腦的晝夜節律絲毫沒有受到失去觸鬚的影響。「這就證明了一種新奇的可能性，也就是說蝴蝶的定時機制實際上存在於它們的觸鬚上。」

　　研究者為了驗證他們的假說，將一半蝴蝶的觸鬚漆成黑色阻擋陽光的吸收，另一半則塗上明亮的顏色幫助吸收陽光射線。塗有明亮顏色的帝王蝶繼續向南飛，同時塗上黑色的蝴蝶則開始不斷地向北飛，這表明它們的生物鐘被打亂了。

　　「觸鬚的生物鐘就像一個獨立的全球定位系統，可以指引蝴蝶飛行。而現在它們卻沒有了，」英國萊斯特大學生物學家查拉蘭伯斯-科夫寫了一篇研究評論，也於星期四發表於「科學」雜誌。「結果是出人意料的，因為其他的研究都認為導向系統在蝴蝶的大腦中。」

　　舉一反三

　　裡珀斯認為新的發現不僅改變了科學家對蝴蝶觸鬚的看法，而且也說明其他類型昆蟲的觸鬚可能具有相似的作用，比如蜜蜂和螞蟻也具有複雜的導向機制。就像蝴蝶一樣，蜜蜂也能利用陽光導向發現花朵並將自己的特定位置告知蜂群的其他成員，而且它們還能夠利用觸鬚上的生物鐘適應白天太陽的位置變化。

　　「我認為這是一篇既有趣又優美的論文，」參與蝴蝶研究的明尼蘇達大學生物學家凱倫-奧博豪瑟說。她說，如果昆蟲觸鬚擁有如此難以置信的感知能力，它能跟蹤時間就不奇怪了。

　　「我們的感知系統實際上存在於大腦中，但昆蟲能夠利用腳部感知味道，用觸鬚感知氣味，或許在腹部也有複雜的感知系統，」奧博豪瑟說：「因為昆蟲的感知系統與人類的感知系統完全不同，有時我們的問題都停留在表面上。這就是裡珀特試驗的有趣之處——他們將問題研究得更加深入。」