Někteří monarchští motýli nemigrují

Monarchové jsou nejlépe známí svou neuvěřitelnou migrací na dlouhé vzdálenosti z dalekého severu jako Kanada do zimoviště v Mexiku. Věděli jste však, že tito severoameričtí motýli monarchie jsou jediní, kteří migrují?

Monarch motýli (Danaus plexippus) také žijí ve Střední a Jižní Americe, v Karibiku, v Austrálii a dokonce i v částech Evropy a Nové Guineje. Ale všichni tito monarchové jsou sedaví, což znamená, že zůstávají na jednom místě a nemigrují.

Vědci již dlouho předpokládali, že severoameričtí migrační monarchové pocházejí ze sedavé populace a že tato skupina motýlů vyvinula schopnost migrace. Nedávná genetická studie však naznačuje, že opak může být pravdou.

Vědci z University of Chicago zmapovali genom monarchů a věří, že určili gen zodpovědný za migrační chování v severoamerických motýlech. Vědci porovnali více než 500 genů v migračních i nemigračních monarchových motýlech a objevili jen jeden gen, který se v obou populacích monarchů trvale liší. Gen známý jako kolagen IV a-1, který se podílí na tvorbě a funkci letových svalů, je exprimován ve značně snížených hladinách v migrujících monarchech. Tito motýli spotřebovávají méně kyslíku a mají nižší rychlost metabolismu během letů, díky čemuž jsou účinnější letci. Jsou lépe vybaveni pro cestování na velké vzdálenosti než jejich sedaví bratranci. Nemigrační monarchové podle vědců létají rychleji a těžěji, což je dobré pro krátkodobý let, ale ne pro cestu několika tisíc kilometrů.

Tým University of Chicago také použil tuto genetickou analýzu k pohledu na monarchův původ a dospěl k závěru, že druh skutečně pochází z migrační populace v Severní Americe. Věří, že panovníci se před tisíci lety rozptýlili po oceánech a každá nová populace ztratila migrační chování samostatně.

_Zdroje:

• _{Monarch Butterfly, Danaus plexippus Linnaeus, Andrei Sourakovem, University of Florida IFAS Extension. Přístup online 8. června 2015.}
• _{Genetická tajemství motýlů monarchy odhalena, University of Chicago Medicine, 2. října 2014. Přístup online 8. června 2015.}

Dobrovolníci - obyčejní občané se zájmem o motýly - přispěli mnoha údaji, které vědcům pomohli zjistit, jak a kdy monarchové migrují v Severní Americe. Ve 40. letech 20. století vyvinul zoolog Frederick Urquhart metodu značkování motýlů monarchy připojením malého lepicího štítku k křídlu. Urquhart doufal, že označením motýlů bude mít způsob, jak sledovat jejich cesty. On a jeho manželka Nora označili tisíce motýlů, ale brzy si uvědomili, že budou potřebovat mnohem více pomoci, aby mohli označit dostatek motýlů, aby poskytli užitečné údaje.

V roce 1952 si Urquhartsové vybrali své první občanské vědce, dobrovolníky, kteří pomohli označit a uvolnit tisíce motýlů monarchy. Lidé, kteří našli motýly s motivy, byli požádáni, aby poslali své nálezy Urquhartovi, s podrobnostmi o tom, kdy a kde byli panovníci nalezeni. Každý rok najali více dobrovolníků, kteří zase označili více motýlů, a pomalu začal Frederick Urquhart mapovat migrační cesty, které monarchové na podzim následovali. Kam ale motýli šli?

Nakonec v roce 1975 zavolal muž jménem Ken Brugger Urquharts z Mexika, aby podal zprávu o nejdůležitějším pozorování doposud. V lese ve středním Mexiku se shromáždily miliony motýlů monarchy. Několik desetiletí údajů shromážděných dobrovolníky vedlo Urquharts k dříve neznámým zimovištěm motýlů monarchy.

Zatímco dnes několik značkových projektů pokračuje, existuje také nový občanský vědecký projekt, který má vědcům pomoci naučit se, jak a kdy se na jaře vrací monarchové. Prostřednictvím webové cesty Journey North dobrovolníci hlásí místo a datum svých prvních pozorování panovníkem v jarních a letních měsících.

Máte zájem o dobrovolné shromažďování údajů o migraci monarchů ve vaší oblasti? Zjistit více: Dobrovolník s projektem Monarch Citizen Science Science.

_Zdroje:

• _{Dr. Fred Urquhart - In Memoriam, Monarch Watch, University of Kansas. Přístup online 8. června 2015.}
• _{Označování panovníků, Monarch Watch, University of Kansas. Přístup online 8. června 2015.}
• _{Občanští vědci odhalili pokles migračních letů monarchských motýlů ve východní severní Americe, Elizabeth Howard a Andrew K. Davis, Journal of Insect Conservation, 2008. (PDF) Přístup online 8. června 2015.}
• _{Dokumentace jarních pohybů motýlů monarchy s Journey North, občanskou vědou Program, Elizabeth Howard a Andrew K. Davis. V Monarch Butterfly Biology & Conservation, Karen Suzanne Oberhauser a Michelle J. Solensk.}

Objev, kde motýli monarchy šli každou zimu, okamžitě vyvolal novou otázku: jak najde motýl cestu do vzdáleného lesa, tisíce kilometrů daleko, pokud tam nikdy nebyl před?

V roce 2009 tým vědců z University of Massachusetts rozpadl část tohoto tajemství, když ukázali, jak motýl monarchy používá své antény ke sledování slunce. Po celá desetiletí vědci věřili, že monarchové musí následovat slunce, aby našli cestu na jih, a že motýli upravovali svůj směr, když se slunce pohybovalo po obloze z obzoru do horizont.

Hmyzí antény byly dlouho považovány za sloužící jako receptory pro chemické a taktilní narážky. Ale vědci UMassu měli podezření, že by mohli hrát roli v tom, jak monarchové zpracovávali také lehké narážky, i když migrovali. Vědci vložili motýly monarchy do leteckého simulátoru a odstranili antény z jedné skupiny motýlů. Zatímco motýli s anténami létali na jihozápad, jako obvykle, monarchové bez antény šli divoce mimo kurz.

Tým poté prozkoumal cirkadiánní hodiny v mozku panovníka - molekulární cykly, které reagují na změny v sluneční světlo mezi nocí a dnem - a zjistilo, že stále funguje normálně, dokonce i po odstranění motýla antény. Zdálo se, že antény interpretují světelné podněty nezávislé na mozku.

K potvrzení této hypotézy vědci opět rozdělili monarchy do dvou skupin. Pro kontrolní skupinu potahovaly antény čirým smaltem, který by stále umožňoval pronikání světla. Pro test nebo variabilní skupinu použili černou smaltovanou barvu, která účinně blokovala světelné signály v dosažení antén. Jak bylo předpovězeno, monarchové s nefunkčními anténami létali v náhodných směrech, zatímco ti, kteří stále mohli detekovat světlo s jejich anténami, zůstali v kurzu.

Ale muselo to být víc, než jen sledovat slunce, protože i v extrémně zatažených dnech monarchové létali bez jihu na jihozápad. Mohly monarchské motýly sledovat také magnetické pole Země? Vědci UMassu se rozhodli tuto možnost prozkoumat a v roce 2014 zveřejnili výsledky své studie.

Tentokrát vědci umístili monarchové motýly do leteckých simulátorů s umělým magnetickým polem, aby mohli kontrolovat sklon. Motýli letěli svým obvyklým jižním směrem, dokud vědci nezměnili magnetický sklon - pak motýli udělali asi obličej a letěli na sever.

Jeden poslední experiment potvrdil, že tento magnetický kompas je závislý na světle. Vědci použili speciální filtry k řízení vlnových délek světla v letovém simulátoru. Když byli monarchové vystaveni světlu v ultrafialové A / modré spektrální oblasti (380 nm až 420 nm), zůstali na svém jižním toku. Světlo v rozsahu vlnových délek nad 420 nm přimělo monarchy létat v kruzích.

_Zdroj:

• _{Anténní cirkadiánní hodiny koordinují orientaci slunečního kompasu u migrujících motýlů monarchy, Christine Merlin, Robert J. Gegear, a Steven M. Reppert, Věda 25. září 2009: sv. 325. Přístup online 8. června 2015.}
• _{V anténách nalezen motýl GPS, Judith Burns, BBC News, 25. září 2009. Přístup online 8. června 2015.}
• _{Vědci ukazují, že motýli monarchů používají během migrace magnetický kompas, Jim Fessenden, UMass Medical School, 24. června 2014. Přístup online 8. června 2015.}

Díky desetiletím značkování záznamů a pozorování výzkumníků a nadšenců monarchie víme docela dost o tom, jak monarchové takovéto řízení spravují. dlouhodobá migrace.

V březnu 2001 byl v Mexiku obnoven označený motýl, který byl ohlášen Fredericku Urquhartovi. Urquhart zkontroloval svou databázi a objevil tohoto vydatného mužského monarchy (značka # 40056), který byl původně označen na ostrově Grand Manan Island, New Brunswick, Kanada, v srpnu 2000. Tento jednotlivec letěl rekordních 2 750 mil a byl prvním motýlkem označeným v této oblasti Kanady, u kterého bylo potvrzeno dokončení cesty do Mexika.

Jak létá panovník tak neuvěřitelnou vzdálenost na tak jemných křídlech? Migrující monarchové jsou experti na prudký vzestup, nechávají převládající větry a jižní chladné fronty tlačit stovky mil. Spíše než vynakládají energii mávání křídly, pobíhají po vzdušných proudech a podle potřeby upravují svůj směr. Piloti letounů kluzáků hlásili sdílení oblohy s panovníky v nadmořské výšce až 11 000 stop.

Jsou-li ideální podmínky pro vzestup, mohou migrující monarchové zůstat ve vzduchu až 12 hodin denně a překonat vzdálenosti až 200–400 mil.

_Zdroje:

• _{"Monarch Butterfly, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "Thomas C. Emmel a Andrei Sourakov, Florida University. Encyklopedie entomologie, 2^nd edice, editoval John L. Capinera.}
• _{Monarch Tag & Release, Webové stránky Virginia Living Museum. Přístup online 8. června 2015.}
• _{Nejdelší migrace monarchů - rekordní let, Journey North. Přístup online 8. června 2015.}

Člověk by si myslel, že stvoření, které letí několik tisíc kilometrů, vynaloží hodně energie a tak se dostanou na cílovou čáru mnohem lehčí, než když se vydala na cestu, že jo? Ne pro monarchského motýla. Monarchové vlastně přibývají na váze během své dlouhé migrace na jih a dorazí do Mexika, vypadají docela baculatě.

Monarcha musí dorazit do zimoviště v Mexiku s dostatečným množstvím tělesného tuku, aby se dostal přes zimu. Po usazení do oyumelského lesa zůstane monarcha v klidu po dobu 4-5 měsíců. Kromě vzácného, ​​krátkého letu na pití vody nebo malého nektaru panovník tráví zimu zastrčenou miliony dalších motýlů, odpočívá a čeká na jaro.

Jak tedy získá motýl monarchy váhu během letu nad 2 000 mil? Úspora energie a krmení co nejvíce podél cesty. Výzkumný tým vedený Lincolnem P. Brower, světově proslulý odborník na monarchii, studoval, jak se monarchové podněcují k migraci a přezimování.

Jako dospělí pijáci pijí květový nektar, který je v podstatě cukrem, a přeměňují ho na lipidy, což poskytuje více energie na hmotnost než cukr. Načítání lipidů však nezačíná dospělostí. Monarch housenky se živí neustálea akumulují malé zásoby energie, které do velké míry přežijí po narození. Nově objevený motýl již má nějaké počáteční energetické zásoby, na kterých je možné stavět. Migrující monarchové staví své energetické rezervy ještě rychleji, protože jsou ve stavu reprodukční diapause a nevynakládají energii na páření a chov.

Migrující monarchové se hromadí dříve, než začnou svou cestu na jih, ale také se často zastavují, aby se krmili podél cesty. Podzim zdroje nektaru jsou nesmírně důležité pro jejich migrační úspěch, ale nejsou nijak zvlášť vybíraví, kde se živí. Na východě USA bude jakákoli louka nebo pole rozkvétat jako čerpací stanice pro migraci monarchů.

Brower a jeho kolegové poznamenali, že zachování nektarových rostlin v Texasu a severním Mexiku může být rozhodující pro udržení migrace monarchů. Motýli se shromažďují v této oblasti ve velkém počtu a krmí se srdečně, aby zvýšili zásoby lipidů před dokončením poslední etapy migrace.

_Zdroje:

• _{"Monarch Butterfly, Danaus plexippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "Thomas C. Emmel a Andrei Sourakov, Florida University. Encyklopedie entomologie, 2^nd edice, editoval John L. Capinera.}
• _{Podněcuje pád migrace motýla monarchy, Lincoln P. Brower, Linda S. Fink a Peter Walford, Integrativní a srovnávací biologie, Sv. 46, 2006. Přístup online 8. června 2015.}