Nekateri metulji monarha se ne selijo

Monarhi so najbolj znani po neverjetni selitvi na dolge razdalje s skrajnega severa od Kanade do njihovih prezimovališč v Mehiki. Toda ali ste vedeli, da so ti severnoameriški metulji monarhi edini, ki se selijo?

Metulji monarha (Danaus plexippus) živijo tudi v Srednji in Južni Ameriki, na Karibih, v Avstraliji in celo v delih Evrope in Nove Gvineje. Toda vsi ti monarhi so sedeči, kar pomeni, da ostanejo na enem mestu in se ne selijo.

Znanstveniki že dolgo domnevajo, da so severnoameriški selitveni monarhi izhajali iz sedečega prebivalstva in da je ta skupina metuljev razvila sposobnost selitve. Toda nedavna genetska študija kaže, da je mogoče ravno nasprotno.

Raziskovalci z univerze v Chicagu so preslikali genom monarha in verjamejo, da so določili gen, odgovoren za migracijsko vedenje pri severnoameriških metuljih. Znanstveniki so primerjali več kot 500 genov tako pri selivskih kot tudi neselijočih metuljih monarh in odkrili samo en gen, ki se v obeh populacijah monarhov dosledno razlikuje. Gen, znan kot kolagen IV α-1, ki sodeluje pri oblikovanju in delovanju mišic leta, se v selitvenih monarhih izrazi z zelo zmanjšanimi nivoji. Ti metulji porabijo manj kisika in imajo med letom nižjo stopnjo metabolizma, zaradi česar so letači učinkovitejši. Bolje so opremljeni za potovanja na dolge razdalje kot njihovi sedeči bratranci. Monarhi, ki se ne selijo, po mnenju raziskovalcev letijo hitreje in težje, kar je dobro za kratkoročni let, ne pa za nekaj tisoč kilometrov.

Ekipa z univerze v Chicagu je to gensko analizo uporabila tudi za pregled monarhovega rodu in ugotovila, da vrsta dejansko izvira z migracijsko populacijo v Severni Ameriki. Menijo, da so se monarhi pred tisočletji razpršili po oceanih in vsaka nova populacija je svoje migracijsko vedenje izgubila neodvisno.

_Viri:

• _{Metulj monarh, pleksippus Danaus Linnaeus, Andrei Sourakov, univerza na Floridi IFAS Extension. Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Razkrite genetske skrivnosti metulja monarha, University of Chicago Medicine, 2. oktober 2014. Dostop do spleta 8. junija 2015.}

Prostovoljci - navadni državljani, ki jih zanimajo metulji - so prispevali velik del podatkov, ki so znanstvenikom pomagali spoznati, kako in kdaj se monarhi selijo v Severno Ameriko. V 40. letih je zoolog Frederick Urquhart razvil metodo označevanja metuljev monarha s pritrditvijo majhne nalepke na krilo. Urquhart je upal, da bo z označevanjem metuljev našel način za sledenje njihovih potovanj. On in njegova žena Nora sta označila na tisoče metuljev, vendar sta kmalu spoznala, da bosta potrebovala veliko več pomoči, da bi lahko označili dovolj metuljev, da bi zagotovili koristne podatke.

Leta 1952 so Urquharti prijavili svoje prve državljane znanstvenike, prostovoljce, ki so pomagali označiti in izpustiti na tisoče metuljev monarha. Ljudje, ki so našli označene metulje, so prosili, naj svoje najdbe pošljejo v Urquhart s podrobnostmi o tem, kdaj in kje so bili monarhi najdeni. Vsako leto so zaposlili več prostovoljcev, ki so v nadaljevanju označili več metuljev, počasi pa je Frederick Urquhart začel preslikavati selitvene poti, ki so jih monarhi sledili jeseni. Toda kam so šli metulji?

Nazadnje je leta 1975 moški po imenu Ken Brugger poklical Urquharts iz Mehike, da bi poročal o najpomembnejših do zdaj vidnih dogodkih. Na milijone metuljev monarhov se je zbralo v gozdu v osrednji Mehiki. Več desetletij podatkov, ki so jih zbrali prostovoljci, je Urquharte pripeljal do prej neznanih prezimovališč metuljev monarha.

Medtem ko se več projektov označevanja nadaljuje danes, obstaja tudi nov državljanski znanstveni projekt, ki je namenjen pomoči znanstvenikom, da se naučijo, kako in kdaj se monarhi vrnejo spomladi. Skozi spletno študijo Journey North prostovoljci poročajo o lokaciji in datumu svojih prvih monarhijskih opazovanj v spomladanskih in poletnih mesecih.

Vas zanima prostovoljno zbiranje podatkov o migraciji monarhov na vašem območju? Izvedite več: Prostovoljstvo pri projektu Monarch Citizen Science.

_Viri:

• _{Dr. Fred Urquhart - In Memoriam, Monarch Watch, Univerza v Kansasu. Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Označevanje monarhov, Monarch Watch, Univerza v Kansasu. Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Padajoče selitvene muhe metuljev monarha v vzhodni Severni Ameriki so razkrili državljani znanstveniki, Elizabeth Howard in Andrew K. Davis, časopis za varstvo žuželk, 2008. (PDF) Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Dokumentiranje pomladnih premikov metuljev monarha z Journey North, državljanskim znanjem Program, Elizabeth Howard in Andrew K. Davis V filmu Monarch Butterfly Biology & Conservation, Karen Suzanne Oberhauser in Michelle J. Solensk.}

Odkritje, kam so šli metulji monarha vsako zimo, je takoj postavilo novo vprašanje: kako ali metulj najde pot v odročni gozd, ki je oddaljen več tisoč kilometrov, če ga nikoli ni bilo prej?

Leta 2009 je skupina znanstvenikov z univerze v Massachusettsu razkrila del te skrivnosti, ko so pokazali, kako metulj monarh uporablja svoje antene za sledenje soncu. Že desetletja so znanstveniki verjeli, da morajo monarhi slediti soncu, da bi našli pot proti jugu in da so metulji prilagajali svojo smer, ko se je sonce premikalo po nebu od obzorja do obzorje.

Za antene žuželk je že dolgo veljalo, da služijo receptorji za kemične in taktilne znake. Toda raziskovalci UMass so sumili, da bi lahko igrali vlogo pri tem, kako so monarhi ob selitvi obdelali tudi svetlobne znake. Znanstveniki so metulja monarha postavili v simulator letenja in antene odstranili iz ene skupine metuljev. Medtem ko so metulji z antenami leteli na jugozahod, so ponavadi monarhi brez anten postavili divje smeri.

Skupina je nato raziskala cirkadijsko uro v možganih monarha - molekularne cikle, ki se odzivajo na spremembe v sončna svetloba med nočjo in dnevom - in ugotovili so, da še vedno deluje normalno, tudi po odstranitvi metulja antene. Zdi se, da antene razlagajo svetlobne znake neodvisno od možganov.

Da bi potrdili to hipotezo, so raziskovalci znova razdelili monarhe v dve skupini. Za kontrolno skupino so antene premazale s prozornim emajlom, ki bi še vedno omogočal prodiranje svetlobe. Za testno ali spremenljivo skupino so uporabili črno emajlno barvo, ki preprečuje, da bi svetlobni signali prišli do antene. Kot so napovedovali, so monarhi z disfunkcionalnimi antenami leteli v naključnih smereh, medtem ko so tisti, ki so še lahko zaznali svetlobo s svojimi antenami, ostali na poti.

Toda zanj je moralo biti več kot zgolj sledenje soncu, saj so monarhi tudi ob izjemno oblačnih dneh kar naprej leteli proti jugozahodu. Ali bi lahko metulji monarha sledili tudi magnetnemu polju Zemlje? Raziskovalci UMass so se odločili, da bodo raziskali to možnost in leta 2014 objavili rezultate svoje študije.

Tokrat so znanstveniki metulje monarha postavili v simulatorje letenja z umetnimi magnetnimi polji, da bi lahko nadzirali naklon. Metulji so leteli v svoji običajni južni smeri, dokler raziskovalci niso obrnili magnetnega naklona - metulji so se obrnili in odleteli proti severu.

Zadnji poskus je potrdil, da je ta magnetni kompas odvisen od svetlobe. Znanstveniki so v simulatorju letenja uporabljali posebne filtre za nadzor valovnih dolžin svetlobe. Ko so bili monarhi izpostavljeni svetlobi v ultravijoličnem A / modrem spektralnem območju (380nm do 420nm), so ostali na svojem južnem poteku. Svetloba v območju valovne dolžine nad 420 nm je monarhe letela v krogih.

_Vir:

• _{Antenalne cirkadijske ure koordinacija usmerjenosti sončnega kompasa v migratorskih metuljih monarha, Christine Merlin, Robert J. Gegear, in Steven M. Reppert, Znanost 25. september 2009: Vol. 325. Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Metulja 'GPS', ki jo najdemo v antenah, avtor: Judith Burns, BBC News, 25. septembra 2009. Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Znanstveniki dokazujejo, da metulji monarha med selitvijo uporabljajo magnetni kompas, avtor Jim Fessenden, UMass Medical Schools, 24. junij 2014. Dostop do spleta 8. junija 2015.}

Zahvaljujoč desetletjem označevanja zapisov in opazovanj raziskovalcev in navdušencev monarhov vemo kar nekaj o tem, kako monarhi upravljajo s takšnim migracije z dolgim ​​padcem.

Marca 2001 so v Mehiki opomnili označenega metulja in ga prijavili Fredericku Urquhartu. Urquhart je pregledal svojo bazo podatkov in odkril, da je ta srčni moški monarh (oznaka # 40056) avgusta 2000 prvotno označen na otoku Grand Manan v New Brunswicku v Kanadi. Ta posameznik je preletel rekordnih 2750 milj in je bil prvi metulj na tem območju Kanade, za katerega je bilo potrjeno, da je končal pot v Mehiko.

Kako monarh preleti tako neverjetno razdaljo na tako občutljivih krilih? Migrantski monarhi so strokovnjaki, ki se ponašajo s tem, in prepuščajo se prevladujočim vetrnicam in hladnim sprednjim delom proti jugu, ki jih poganjajo na stotine kilometrov. Namesto da bi porabljali energijo, ko bi prekrižali krila, se obali na zračne tokove in po potrebi popravljajo svojo smer. Piloti letala letala so poročali, da si nebo delijo z monarhi na višini do 11.000 čevljev.

Kadar so razmere idealne za vzhajanje, lahko migrirajoči monarhi ostanejo v zraku do 12 ur na dan, na razdalji do 200–400 milj.

_Viri:

• _{"Metulj monarh, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "avtor Thomas C. Emmel in Andrei Sourakov, univerza na Floridi. Enciklopedija entomologije, 2^nd izdaja, uredil John L. Capinera.}
• _{Oznaka in izdaja monarha, Spletna stran Virginia Living Museum. Dostop do spleta 8. junija 2015.}
• _{Najdaljša migracija monarha - rekordni let, Potovanje Sever. Dostop do spleta 8. junija 2015.}

Človek bi si mislil, da bi bitje, ki preteče nekaj tisoč milj, porabilo veliko energije pri tem in zato prispemo do cilja bistveno lažje kot takrat, ko je začel svojo pot, prav? Za metulja monarha ni tako. Monarhi dejansko pridobijo težo med dolgo selitvijo na jug in v Mehiko prihajajo videti precej debelo.

Monarh mora priti na habitat v Mehiki, ki prezimuje, z dovolj telesne maščobe, da lahko preživi zimo. Ko se naseli v oyumelski gozd, bo monarh ostal miren 4-5 mesecev. Monarh, razen redkega, kratkega leta za pitje vode ali malo nektarja, preživi zimo, napolnjeno z milijoni drugih metuljev, počiva in čaka na pomlad.

Kako torej metulj monarha pridobi težo med letom, ki presega 2000 kilometrov? Z varčevanjem z energijo in hranjenjem kolikor mogoče na poti. Raziskovalna skupina pod vodstvom Lincolna P. Brower, svetovno priznani strokovnjak za monarhe, je preučil, kako se monarhi napajajo za selitev in prezimovanje.

Kot odrasli monarhi pijejo cvetni nektar, ki je v bistvu sladkor, in ga pretvorijo v lipid, ki zagotavlja več energije na težo kot sladkor. Toda nalaganje lipidov se ne začne v odrasli dobi. Gosenice monarha se nenehno prehranjujejoin nabirajo majhne zaloge energije, ki v veliki meri preživijo lutko. Na novo nastali metulj že ima nekaj zalog energije, na katerih bo lahko gradil. Migrantski monarhi gradijo svoje rezerve energije še hitreje, saj so v reproduktivni diapavzi in ne trošijo energije na parjenje in vzrejo.

Migracijski monarhi se povečajo, preden začnejo potovati proti jugu, vendar se pogosto prehranjujejo na poti. padec viri nektarja so zelo pomembni za njihov uspeh v migraciji, vendar niso posebej izbirčni glede tega, kje se prehranjujejo. V vzhodnem delu ZDA bo kateri koli travnik ali polje v razcvetu deloval kot črpalka za selitev monarhov.

Brower in njegovi sodelavci so ugotovili, da je ohranjanje nektarskih rastlin v Teksasu in na severu Mehike morda ključnega pomena za ohranjanje migracije monarhov. Metulji se v tem območju zberejo v velikem številu in se srčno hranijo, da povečajo svoje zaloge lipidov, preden končajo zadnje selitve.

_Viri:

• _{"Metulj monarh, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "avtor Thomas C. Emmel in Andrei Sourakov, univerza na Floridi. Enciklopedija entomologije, 2^nd izdaja, uredil John L. Capinera.}
• _{Napajanje jesenske migracije metulja monarha, Lincoln P. Brower, Linda S. Fink, in Peter Walford, Integrativna in primerjalna biologija, Vol. 46, 2006. Dostop do spleta 8. junija 2015.}