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地球与生命

帝王蝶怎么找到越冬的山林?

每到秋天,许多北美东部的帝王蝶飞往墨西哥中部的山区。它们怎么在路上辨方向?飞对大方向之后,又怎么找准那一片山林?

一只黑边橙翅的帝王蝶停在手上,背上带有一枚很小的标签
这只雄性帝王蝶戴着一枚会发出无线信号的小标签。附近接收到信号时,研究人员就多了一个位置线索。 Monarch Joint Venture,经美国鱼类及野生动物管理局发布 · 图像出处

带着问题出发

这份案卷,哪里还没解开?

当帝王蝶飞近墨西哥的越冬山区时,哪些线索能引导它们找到那片适合停留的树林?

  1. 接近越冬地时,帝王蝶怎样找到那片树林?

    还缺的线索 太阳罗盘帮助它们定大方向。要解释最后一段路,还需检验山地环境中的其他导航线索。

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  2. 路上哪些停留点和飞行路线最重要?

    还缺的线索 小标签只在信号被接收时留下位置。还需要更多连续记录,补上接收点之间的飞行和停留。

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沿着下面的图片和记录,看看我们已经走到了哪一步。

第一步

看看这些线索

想一想,每条线索能帮我们回答哪个问题?

  1. 秋天飞向墨西哥

    观察到了什么
    北美东部的许多帝王蝶秋季向南飞,最后聚集在墨西哥中部山地的林中。
    它能说明什么
    同一季节有许多个体到达相近的区域。研究人员可以追问,它们在途中用了哪些方向线索。
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  2. 触角里的生物钟

    观察到了什么
    研究人员让迁徙中的帝王蝶在飞行装置里选方向。改变它们感受到的昼夜时间,飞行方向也跟着变。相关实验还发现,触角参与这套计时。
    它能说明什么
    太阳早晚的位置不同。太阳的位置和身体里的计时线索一起,可以帮蝴蝶选飞行方向。
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  3. 地图上的一串位置

    帝王蝶追踪地图用橙线连接明尼苏达州到得克萨斯州方向的记录
    美国鱼类及野生动物管理局发布的一只帝王蝶的记录。地图上的路线用已有位置连成,线上的每一小段都未必有信号记录。 Project Monarch 应用,经美国鱼类及野生动物管理局发布 · 图像出处 · 查看大图
    观察到了什么
    一只带标签的帝王蝶先在美国明尼苏达州被记录,后来在南达科他州和得克萨斯州方向留下了新的信号点。
    它能说明什么
    一个个接收点能拼出飞行的大致路线。两点之间有没有停过、绕过什么地方,还需要更多记录。
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第二步

试着做判断

地图上有两个相邻的信号点,中间用线连了起来。下面哪句话最有依据?

点选一条,看看理由。

研究人员在这两个地方接收到了这只蝶的信号。
这个判断有依据

信号点标出了检测的位置。连线便于读图,两点之间的细节还要继续追踪。

它一定沿着画出的直线飞过,中间没有停。
再看看线索

只凭起点和后一个接收点,无法看见它在中途飞过的每一段。

从两个接收点就能知道它靠什么找到山林。
再看看线索

接收点记录位置。研究导航还要比较天气、方向实验和更多个体的路线。

第三步

写下调查结论

已经知道
太阳的位置和身体里的生物钟能帮帝王蝶辨方向。小标签可以留下迁徙途中的位置记录。
还在研究
当帝王蝶飞近墨西哥的越冬山区时,哪些线索能引导它们找到那片适合停留的树林?
下一步怎么查
给更多迁徙的帝王蝶做标记,比较晴天和多云时的走向,再看看接近越冬地时它们在哪里转向。
给家长和想多读一点的你

能持续选对方向,和知道离目的地还有多远,是两种能力。追踪地图和飞行装置各能回答其中一部分问题。

线索从哪里来

资料核对日期 · 原文需联网

  1. 美国鱼类及野生动物管理局 · 帝王蝶的分布和越冬地
  2. Merlin 等 · 帝王蝶的触角生物钟与太阳罗盘
  3. 美国鱼类及野生动物管理局 · 追踪迁徙中的帝王蝶