一种寄生虫可能导致数百万只帝王蝶在迁徙过程中死亡

人工繁殖是问题的一部分吗?
Monarch caterpillar butterfly with white, black, and yellow stripes hanging from a small tree branch with a kid looking closely at it
帝王蝶的人工繁殖是否正在损害其大规模种群数量? Deposit Photos

在过去的三十年里,备受欢迎的帝王蝶种群数量已下降到令人担忧的水平,但生态学家们一直未能确切找出问题所在。

下降趋势可能归因于多种因素,包括栖息地丧失和气候变化。但在最近发表在《动物生态学杂志》上的研究中,来自埃默里大学和佐治亚大学的研究人员又增加了一个罪魁祸首:*Ophryocystis elektroscirrha* (OE) 寄生虫。OE 感染的帝王蝶数量的增加,促使一些专家怀疑某些保育策略是否正在助长病原体的传播。

OE 寄生虫是一种单细胞微生物,迄今为止已在所有帝王蝶种群中被发现。它们的孢子聚集在成年蝴蝶的身体外部,数量可达数千甚至数百万。当昆虫繁殖时,孢子会散布到马利筋叶片和帝王蝶卵上。然后,条纹状的毛毛虫会摄入孢子,成为寄生虫繁殖的宿主。

之前的研究已经表明,OE 感染会降低帝王蝶的存活率、繁殖成功率飞行能力。但现在有证据表明,该寄生虫造成的损害比以往认为的还要严重,以至于“每年可能杀死数千万只迁徙的帝王蝶,”该论文指出。

每年秋天,北美帝王蝶会从它们的夏日繁殖地迁徙到越冬地。落基山脉以东的种群,占所有帝王蝶的 99%,它们会飞行多达 3000 英里前往墨西哥中部。落基山脉以西的种群则会进行一次较短的迁徙,前往加利福尼亚海岸。

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研究发现,在夏季种群感染率高的年份,冬季种群的数量会低于预期,反之亦然。这表明感染了 OE 寄生虫的帝王蝶在秋季的迁徙过程中死亡,这个过程被称为迁徙筛选。结果是,到达越冬地的蝴蝶数量减少了——而绝大多数到达那里的蝴蝶很可能是没有寄生虫的。

“已经证明感染的蝴蝶飞行能力较低,并遭受所有这些生理上的不利影响,但这是第一次在种群水平上证明帝王蝶生物学的一个非常重要的特征受到感染率的影响,”威斯康星大学植物园主任凯伦·奥伯豪泽说。

为了得出这一发现,研究人员收集了来自北美帝王蝶的 60,000 多个样本数据,涵盖了五十年。他们发现,在 2000 年代初期,东部种群中繁殖和迁徙成虫的寄生率急剧上升,从之前的平均 0.5% 上升到平均 10% 以上。2015 年,该比率达到 17%,是有记录以来的最高值。

“我们有确凿的证据表明感染正在增加,我们也有证据表明迁徙有助于清除受感染的帝王蝶,”埃默里大学博士后研究员、该研究的合著者安妮亚·马耶夫斯卡说。“但如果受感染的帝王蝶越多,它们就越会死亡。它们也会在其他季节更快地死亡。所以总的来说,这对帝王蝶来说不是一个好情况。”

马耶夫斯卡指出,冬季种群数量比往常小,加上恶劣的天气事件,可能会导致当年帝王蝶种群数量锐减,并引发持久的影响。

研究人员尚未了解 2000 年代初期感染率突然上升背后的驱动因素。该研究的发现提供了一个线索:宿主越丰富,寄生虫越普遍,这表明 OE 在高密度环境中表现最好。

OE parasite spores among monarch butterfly scales in a sepia-toned microscope image
Ophryocystis elektroscirrha 孢子(小的圆形斑点)和帝王蝶鳞片(细长形状)。索尼娅·阿尔蒂泽

感染率增加的一个可能原因是由于栖息地丧失造成的拥挤。在 20 世纪 90 年代末,农业需求促进了除草剂的使用,这些除草剂恰好根除了马利筋——帝王蝶的关键栖息地。马利筋的丧失迫使蝴蝶集中在更少的区域,从而在高密度环境中,有利于 2000 年代初寄生虫的传播,马耶夫斯卡推测。

感染增加的另一个潜在原因可能是种植热带马利筋。为了恢复帝王蝶的栖息地,个人和组织开始在自家花园和更大规模地积极种植马利筋,从 20 世纪 90 年代末开始,并一直持续到今天。然而,这些吸引蝴蝶的植物可能会适得其反,如果人们选择热带马利筋而不是本地物种。由于热带马利筋在冬季不会枯萎,它允许 OE 寄生虫在寒冷的季节生存并继续繁殖。

佐治亚大学的生态学家、该研究的合著者安迪·戴维斯也推测,商业和家庭饲养活动可能对寄生虫的普遍性产生影响。他认为,这些活动也从 20 世纪 90 年代末开始流行,导致整个批次的帝王蝶被污染,随后被释放到野外。

奥伯豪泽指出,现在就将过去二十年寄生虫数量增加归因于任何特定原因还为时过早,但她确实建议在帝王蝶如此脆弱的情况下要采取预防措施。

“如果大规模饲养和种植热带马利筋可能对帝王蝶有害——而且我认为有这种可能——那么我们就不应该这样做,”奥伯豪泽说,“至少在我们目前的[种群]水平上。”

这种蝴蝶的下降幅度已经足够大,可能符合获得联邦保护的标准,但在 2020 年,美国鱼类及野生动物管理局决定不将其列为濒危物种,因为有 161 个其他物种的优先级更高。与此同时,帝王蝶将依靠基层保育工作,这些工作旨在重新种植本地马利筋,保护现有栖息地,并通过公民科学项目更多地了解迁徙和 OE 的普遍性。

 

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