科学家在火山上为帝王蝶建造休息站

墨西哥城附近这些新的“越冬”地点可以帮助这些濒临灭绝的昆虫。
several orange and black monarch butterflies dot large green leaves
帝王蝶需要特定海拔高度的森林才能在迁徙到墨西哥的长途旅行中生存下来。

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帝王蝶是地球上 强大的迁徙者 之一。每年秋天,新一代的橙黑相间的 昆虫 在美国北部和加拿大南部孵化。然后,它们 展翅高飞,飞往墨西哥中部山区,距离在2,485到2,982英里之间。为了帮助这种艰苦的迁徙,一个科学家团队在墨西哥一座火山的山坡上种植了新的越冬地点。这项实验性技术在10月18日发表于《前沿:森林与全球变化》期刊的 一项研究 中得到了描述。

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这些蝴蝶在 圣枯 (Abies religiosa) 树 的高海拔森林中越冬。然而,这些君主蝶赖以生存的森林 正因气候变化而面临风险。据预测,这些树木将缓慢地向上迁移。科学家们 估计,到2090年左右,它们将没有生长空间。在更东边、超出昆虫当前地理范围的更高山上创建新森林可能是一种解决方案。 

“在这里,我们展示了在附近的火山内弗拉多·德·托卢卡(Nevado de Toluca),海拔3,400至4,000米[11,154至13,123英尺]处种植新圣枯森林的可行性,”该研究的合著者、墨西哥米却肯州立大学(Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo)的生物学家Cuauhtémoc Sáenz-Romero在 一份声明 中说。“我们称之为‘辅助迁移’:将从现有圣枯种群采集的种子培育的幼苗种植在新地点,这些新地点的气候预计到2060年将与今天越冬地点类似,原因是全球变暖。”

four scientists transplant plants grown in a greenhouse to a mountain. the plants are in three crates
在预先存在的灌木(*Senecio cinerarioides*,狭窄的灰绿色叶子)的阴影下种植圣枯(*Abies religiosa*)幼苗,作为保护性的“护理植物”。背景中的大树是生长到林线上的成年哈特韦格松(*Pinus hartwegii*)。由于海拔过高,圣枯(*Abies religiosa*)在海拔3800米的内弗拉多·德·托卢卡火山东北坡的这个地点完全不存在。种植人员是当地的土著居民。图片来源:Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH。

在该研究的 2017年,该研究团队在墨西哥君主蝶生物圈保护区(MBBR)收集了八个圣枯品种的球果种子。这些树生长在海拔10,170至11,482英尺的高度。前两年,他们在海拔6,233英尺的遮荫棚中培育幼苗。然后,他们在海拔9,842英尺的苗圃中继续培育。

2021年7月,该团队将幼苗移植到内弗拉多·德·托卢卡火山东北坡的四个地点。他们选择内弗拉多·德·托卢卡是因为它在地理上离MBBR最近,但其峰顶比蝴蝶保护区高约3,707英尺,并且是一个受保护的自然区域。

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这些幼苗被种植在四个海拔高度——11,154、11,811、12,467和13,123英尺。最后一个海拔是内弗拉多·德·托卢卡的林线,这样团队就可以找到圣枯在当前气候下能生存的最高海拔。在2021年9月至2023年12月之间的每两个月,该团队 测量了每株幼苗的表现,即其存活率、高度和直径

seven scientists plant saplings along a mountain side with purple wild flowers
在内弗拉多·德·托卢卡火山的林线(海拔4000米)种植圣枯(*Abies religiosa*)幼苗,在预先存在的优雅羽扇豆(*Lupinus elegans*)的阴影下,作为保护性的“护理植物”。这个地点比圣枯(*Abies religiosa*)的最大自然分布地高约450米。图片来源:Cuauhtémoc Sáenz-Romero, UMSNH。

研究人员发现,当幼苗被移植到比MBBR原始地点更冷、海拔更高的地点时,其生长表现和存活率会恶化。在最高海拔13,123英尺处,生长几乎为零,许多幼苗出现霜冻损伤。然而,在11,811至12,467英尺之间,与基线11,154英尺相比,幼苗的垂直生长减少了54%,生物量减少了27%,存活率减少了27%。据作者称, 这种存活率是“非常可以接受的”。

“这些种植的树林最终可以在更温暖的气候下作为帝王蝶的越冬地点,”Sáenz-Romero总结道。“事实上,近年来帝王蝶已经在内弗拉多·德·托卢卡内更冷的地方建立了新的大型种群,这表明它们已经在寻找新的越冬地点,因为它们在MBBR内的历史性地点现在太热了。一旦我们的幼苗完全长大,它们Hopefully也会发现我们的种植地点。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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