5 lietas, ko jūs nezinājāt par monarhu tauriņu migrāciju

Brīvprātīgie atzīmē monarhus, lai zinātnieki varētu kartēt viņu migrācijas ceļus. Debija Hedlija, WILD Džērsija

Brīvprātīgie — parastie pilsoņi, kas interesējas par tauriņiem — ir devuši lielu daļu datu, kas palīdzēja zinātniekiem uzzināt, kā un kad monarhi migrē uz Ziemeļameriku. 1940. gados zoologs Frederiks Urkharts izstrādāja monarhu tauriņu marķēšanas metodi, piestiprinot spārnam nelielu uzlīmējamu etiķeti. Urquhart cerēja, ka, atzīmējot tauriņus, viņam būs veids, kā izsekot to ceļojumiem. Viņš un viņa sieva Nora atzīmēja tūkstošiem tauriņu, taču drīz vien saprata, ka viņiem būs vajadzīga daudz lielāka palīdzība, lai atzīmētu pietiekami daudz tauriņu, lai sniegtu noderīgus datus.

1952. gadā Urquharts piesaistīja savus pirmos pilsoņus zinātniekus, brīvprātīgos, kuri palīdzēja marķēt un atbrīvot tūkstošiem monarhu tauriņu. Cilvēkiem, kuri atrada marķētus tauriņus, tika lūgts nosūtīt savus atradumus uz Urquhart, norādot sīkāku informāciju par to, kad un kur tika atrasti monarhi. Katru gadu viņi pieņēma darbā vairāk brīvprātīgo, kuri savukārt atzīmēja vairāk tauriņu, un lēnām Frederiks Urkharts sāka kartēt migrācijas ceļus, ko monarhi devās rudenī. Bet kurp devās tauriņi?

Visbeidzot, 1975. gadā kāds vīrietis vārdā Kens Brugers piezvanīja Urquharts no Meksikas, lai ziņotu par līdz šim svarīgāko novēroto. Miljoniem monarhu tauriņu tika savākti mežā Meksikas centrālajā daļā. Vairākas desmitgades brīvprātīgo savāktie dati bija noveduši urquhartus uz iepriekš nezināmām monarhu tauriņu ziemošanas vietām.

Lai gan šodien turpinās vairāki marķēšanas projekti, ir arī jauns pilsoņu zinātnes projekts, kura mērķis ir palīdzēt zinātniekiem uzzināt, kā un kad monarhi atgriežas pavasarī. Izmantojot tīmekļa pētījumu Journey North, brīvprātīgie ziņo par savu pirmo monarhu novērojumu vietu un datumu pavasara un vasaras mēnešos.

Vai jūs interesē brīvprātīgais darbs, lai vāktu datus par monarhu migrāciju jūsu reģionā? Uzziniet vairāk: brīvprātīgais ar monarha pilsoņu zinātnes projektu.

_Avoti:

• _{Dr Freds Urquhart – In Memoriam , Monarch Watch, Kanzasas Universitāte. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}
• _{Monarhu atzīmēšana , Monarch Watch, Kanzasas Universitāte. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}
• _{Pilsoņu zinātnieki atklājuši monarhu tauriņu rudens migrācijas ceļus Ziemeļamerikas austrumos , Elizabeth Howard un Andrew K. Davis, Journal of Insect Conservation, 2008. (PDF) Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}
• _{Monarhu tauriņu pavasara kustību dokumentēšana ar Ceļojumu uz ziemeļiem, pilsoņu zinātni Programma, ko veido Elizabete Hovarda un Endrjū K. Deiviss. Monarch Butterfly Biology & Conservation, autors Kārena Sūzena Oberhauzere un Mišela J. Solenska.}

Monarhi pārvietojas, izmantojot gan saules, gan magnētisko kompasu

Monarhi navigācijai izmanto gan saules, gan magnētiskos kompasus. Flickr lietotājs Kriss Veits ( CC licence )

Atklājums par to, kur katru ziemu devās monarhu tauriņi, nekavējoties radīja jaunu jautājumu: kā tauriņš atrod ceļu uz attālu mežu tūkstošiem jūdžu attālumā, ja tas nekad agrāk tur nav bijis?

2009. gadā Masačūsetsas universitātes zinātnieku komanda atklāja daļu no šī noslēpuma, parādot, kā tauriņš monarhs izmanto savas antenas, lai sekotu saulei. Gadu desmitiem zinātnieki uzskatīja, ka monarhiem jāseko saulei, lai atrastu ceļu uz dienvidiem, un ka tauriņi maina savu virzienu, saulei virzoties pāri debesīm no horizonta uz horizontu.

Jau sen tika saprasts, ka kukaiņu antenas kalpo kā ķīmisko un taustes signālu receptori . Taču UMass pētniekiem bija aizdomas, ka viņiem varētu būt nozīme arī tajā, kā monarhi migrācijas laikā apstrādāja gaismas signālus. Zinātnieki ievietoja monarhu tauriņus lidojuma simulatorā un noņēma antenas no vienas tauriņu grupas. Kamēr tauriņi ar antenām lidoja uz dienvidrietumiem, kā parasti, monarhi bez antenām mežonīgi novirzījās no kursa.

Pēc tam komanda pētīja diennakts pulksteni monarha smadzenēs – molekulāros ciklus, kas reaģē uz saules gaismas izmaiņām starp nakti un dienu – un konstatēja, ka tas joprojām darbojas normāli pat pēc tauriņa antenu noņemšanas. Šķita, ka antenas interpretēja gaismas signālus neatkarīgi no smadzenēm.

Lai apstiprinātu šo hipotēzi, pētnieki atkal sadalīja monarhus divās grupās. Kontroles grupai viņi pārklāja antenas ar skaidru emalju, kas joprojām ļautu gaismai iekļūt. Testam vai mainīgajai grupai viņi izmantoja melnu emaljas krāsu, efektīvi bloķējot gaismas signālu nokļūšanu līdz antenām. Kā jau tika prognozēts, monarhi ar nefunkcionējošām antenām lidoja nejaušos virzienos, bet tie, kas ar savām antenām joprojām spēja uztvert gaismu, palika šajā virzienā.

Taču tam bija jābūt kas vairāk nekā vienkārši sekošana saulei, jo pat ārkārtīgi mākoņainās dienās monarhi nekļūdīgi turpināja lidot uz dienvidrietumiem. Vai monarhu tauriņi arī varētu sekot Zemes magnētiskajam laukam? UMass pētnieki nolēma izpētīt šo iespēju, un 2014. gadā viņi publicēja sava pētījuma rezultātus.

Šoreiz zinātnieki monarhu tauriņus ievietoja lidojuma simulatoros ar mākslīgiem magnētiskajiem laukiem, lai tie varētu kontrolēt slīpumu. Tauriņi lidoja ierastajā dienvidu virzienā, līdz pētnieki mainīja magnētisko slīpumu – tad tauriņi apgrieza seju un lidoja uz ziemeļiem.

Viens pēdējais eksperiments apstiprināja, ka šis magnētiskais kompass ir atkarīgs no gaismas. Zinātnieki izmantoja īpašus filtrus, lai kontrolētu gaismas viļņu garumus lidojuma simulatorā. Kad monarhi tika pakļauti gaismai ultravioletā A/zilā spektra diapazonā (380 nm līdz 420 nm), viņi palika savā dienvidu virzienā. Gaisma viļņu garuma diapazonā virs 420 nm lika monarhiem lidot riņķos.

_Avots:

• _{Antenas diennakts pulksteņi koordinē saules kompasa orientāciju migrējošajos monarhu tauriņos, Kristīna Merlina, Roberts Dž. Gegeārs un Stīvens M. Reperts, Zinātne 2009. gada 25. septembris: sēj. 325. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}
• _{Antenās atrasts tauriņš 'GPS'. , Džūdita Bērnsa, BBC News, 2009. gada 25. septembris. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}
• _{Zinātnieki liecina, ka monarhu tauriņi migrācijas laikā izmanto magnētisko kompasu , autors Jim Fessenden, UMass Medical Schools, 2014. gada 24. jūnijs. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}

Migrējošie monarhi var ceļot pat 400 jūdzes dienā, planējot

Migrējošais monarhs vienā dienā var nobraukt līdz 400 jūdzēm. Getty Images/E+/Liliboas

Pateicoties monarhu pētnieku un entuziastu gadu desmitiem ilgajiem ierakstiem un novērojumiem, mēs zinām diezgan daudz par to, kā monarhi pārvalda šādus ilgstoša rudens migrācija .

2001. gada martā Meksikā tika atrasts marķēts tauriņš, un par to tika ziņots Frederikam Urkhartam. Urquhart pārbaudīja savu datubāzi un atklāja, ka šis sirsnīgais vīriešu kārtas monarhs (birka Nr. 40056) sākotnēji tika atzīmēts Grandmananas salā, Ņūbransvikā, Kanādā, 2000. gada augustā. Šis indivīds nolidoja rekordlielu 2750 jūdžu attālumu un bija pirmais šajā apgabalā atzīmētais tauriņš. Kanādas, kas tika apstiprināts, lai pabeigtu ceļojumu uz Meksiku.

Kā monarhs ar tik smalkiem spārniem lido tik neticami tālu? Migrējošie monarhi ir lietpratēji planēšanā, ļaujot valdošajiem aizmugurējiem vējiem un dienvidu aukstajām frontēm tos virzīt simtiem jūdžu garumā. Tā vietā, lai tērētu enerģiju, vicinot spārnus, viņi pagriežas uz gaisa straumēm, vajadzības gadījumā koriģējot virzienu. Planieru lidmašīnas piloti ir ziņojuši, ka debesis dalās ar monarhiem pat 11 000 pēdu augstumā.

Ja apstākļi ir ideāli planēšanai, migrējošie monarhi var uzturēties gaisā līdz 12 stundām dienā, veicot attālumus līdz 200–400 jūdzēm.

_Avoti:

• _{'Monarhs tauriņš, Danus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), autors Tomass K. Emmels un Andrejs Sourakovs, Floridas Universitāte. Entomoloģijas enciklopēdija , divi^ndizdevums, rediģējis Džons L. Kapinera.}
• _{Monarch Tag & Release , Virdžīnijas dzīvā muzeja vietne. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}
• _{Garākā monarhu migrācija — rekordlidojums , Ceļojums uz ziemeļiem. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}

Monarhu tauriņi migrējot iegūst ķermeņa taukus

Pa migrācijas ceļu monarhi apstājas pēc nektāra, lai iegūtu ķermeņa taukus garajai ziemai. Flickr lietotājs Rodnijs Kempbels ( CC licence )

Varētu domāt, ka radījums, kas lido vairākus tūkstošus jūdžu, to darot, iztērēs daudz enerģijas, un tāpēc finišā nonāks ievērojami vieglāks nekā tad, kad tas sāka savu ceļojumu, vai ne? Ne tik monarhs tauriņš. Monarhi faktiski pieņemas svarā savas ilgās migrācijas laikā uz dienvidiem un ierodas Meksikā diezgan briest.

Monarham jāierodas Meksikas ziemošanas biotopā ar pietiekami daudz ķermeņa tauku, lai izturētu ziemu. Kad monarhs ir iedzīvojies ojumela mežā, viņš klusēs 4-5 mēnešus. Izņemot retu, īsu lidojumu, lai iedzertu ūdeni vai nedaudz nektāra, monarhs ziemu pavada kopā ar miljoniem citu tauriņu, atpūšoties un gaidot pavasari.

Tātad, kā monarhs tauriņš pieņemas svarā lidojuma laikā, kas pārsniedz 2000 jūdzes? Pa ceļam taupot enerģiju un pēc iespējas vairāk barojot. Pētnieku grupa, kuru vadīja Linkolns P. Brovers, pasaulē atzīts monarhu eksperts, ir izpētījis, kā monarhi sevi baro migrācijai un pārziemošanai.

Pieaugušie monarhi dzer ziedu nektāru, kas būtībā ir cukurs, un pārvērš to lipīdos, kas nodrošina vairāk enerģijas uz svaru nekā cukurs. Bet lipīdu slodze nesākas pieaugušā vecumā. Monarhu kāpuri pastāvīgi barojas , un uzkrāj mazus enerģijas krājumus, kas lielā mērā izdzīvo mazuļus. Jaunizveidotajam tauriņam jau ir daži sākotnējie enerģijas krājumi, uz kuriem balstīties. Migrantu monarhi savas enerģijas rezerves veido vēl ātrāk, jo viņi ir reproduktīvā diapauzes stāvoklī un netērē enerģiju pārošanai un vairošanai.

Migrējošie monarhi saplūst pirms ceļojuma uz dienvidiem, taču pa ceļam viņi arī bieži apstājas, lai pabarotos. Rudens nektāra avoti ir ārkārtīgi svarīgi viņu migrācijas panākumiem, taču viņi nav īpaši izvēlīgi attiecībā uz to, kur viņi barojas. ASV austrumos jebkura ziedoša pļava vai lauks darbosies kā degvielas uzpildes stacija migrējošiem monarhiem.

Broers un viņa kolēģi ir atzīmējuši, ka nektāra augu saglabāšana Teksasā un Meksikas ziemeļos var būt izšķiroša, lai uzturētu monarhu migrāciju. Tauriņi šajā reģionā pulcējas lielā skaitā, bagātīgi barojot, lai palielinātu lipīdu krājumus pirms migrācijas pēdējā posma pabeigšanas.

_Avoti:

• _{'Monarhs tauriņš, Danus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), autors Tomass K. Emmels un Andrejs Sourakovs, Floridas Universitāte. Entomoloģijas enciklopēdija , divi^ndizdevums, rediģējis Džons L. Kapinera.}
• _{Monarha tauriņa rudens migrācijas veicināšana , Linkolns P. Brauers, Linda S. Finka un Pīters Volfords, Integratīvā un salīdzinošā bioloģija , sēj. 46, 2006. Piekļuve tiešsaistē 2015. gada 8. jūnijā.}