Noen monark sommerfugler migrerer ikke

Monarkene er mest kjent for sin utrolige langdistansevandring fra så langt nord som Canada til sine overvintringsområder i Mexico. Men visste du at disse nordamerikanske monark sommerfuglene er de eneste som migrerer?

Monark sommerfugler (Danaus pleksippus) bor også i Mellom- og Sør-Amerika, i Karibia, Australia og til og med i deler av Europa og New Guinea. Men alle disse monarkene er stillesittende, noe som betyr at de holder seg på ett sted og ikke migrerer.

Forskere har lenge antatt at de nordamerikanske trekkmonarkene var avstammet fra en stillesittende befolkning, og at denne ene gruppen av sommerfugler utviklet evnen til å migrere. Men en fersk genetisk studie antyder at det motsatte kan være sant.

Forskere ved University of Chicago kartla monarkgenomet, og mener de har pekt på genet som er ansvarlig for trekkoppførsel i de nordamerikanske sommerfuglene. Forskerne sammenlignet over 500 gener i både trekkende og ikke-trekkende monark sommerfugler, og oppdaget bare ett gen som er konsekvent annerledes i de to monarkene. Et gen kjent som kollagen IV α-1, som er involvert i dannelsen og funksjonen av flyvemuskler, kommer til uttrykk på sterkt reduserte nivåer i de trekkende monarkene. Disse sommerfuglene bruker mindre oksygen og har lavere metabolsk hastighet under flyvninger, noe som gjør dem mer effektive løpesedler. De er bedre utstyrt for langtur enn deres stillesittende kusiner. Ikke-trekkende monarker flyr ifølge forskerne raskere og hardere, noe som er bra for kortvarig flyging, men ikke for en reise på flere tusen mil.

University of Chicago-teamet brukte også denne genetiske analysen for å se på monarkens aner, og konkluderte med at arten faktisk hadde sin opprinnelse med den trekkende befolkningen i Nord-Amerika. De tror monarkene spredte seg over verdenshavene for tusenvis av år siden, og hver nye befolkning mistet sin trekkende oppførsel uavhengig av hverandre.

_kilder:

• _{Monarch Butterfly, Danaus plexippus Linné, av Andrei Sourakov, University of Florida IFAS Extension. Åpnet online 8. juni 2015.}
• _{Genetiske hemmeligheter monark sommerfugl avslørt, University of Chicago Medicine, 2. oktober 2014. Åpnet online 8. juni 2015.}

Frivillige - vanlige borgere med interesse for sommerfugler - har bidratt med mye av dataene som hjalp forskere å lære hvordan og når monarker migrerer i Nord-Amerika. På 1940-tallet utviklet zoolog Frederick Urquhart en metode for å merke monarkfugler ved å feste en liten klebemerket på vingen. Urquhart håpet at ved å merke sommerfuglene, ville han ha en måte å spore sine reiser på. Han og kona Nora merket tusenvis av sommerfugler, men innså snart at de ville trenge mye mer hjelp til å merke nok sommerfugler til å gi nyttige data.

I 1952 vervet Urquharts sine første innbyggerforskere, frivillige som hjalp til med å merke og frigjøre tusenvis av monarkfugler. Folk som fant merkede sommerfugler ble bedt om å sende funnene sine til Urquhart, med detaljer om når og hvor monarkene ble funnet. Hvert år rekrutterte de flere frivillige, som igjen merket flere sommerfugler, og sakte begynte Frederick Urquhart å kartlegge trekkveiene monarkene fulgte om høsten. Men hvor var sommerfuglene på vei?

Til slutt, i 1975, ringte en mann ved navn Ken Brugger Urquharts fra Mexico for å rapportere den viktigste observasjonen hittil. Millioner av monark sommerfugler ble samlet i en skog i sentrum av Mexico. Flere tiår med data samlet av frivillige hadde ført Urquharts til det tidligere ukjente overvintringsområdet til monarkens sommerfugler.

Mens flere taggingsprosjekter fortsetter i dag, er det også et nytt samfunnsborgerprosjekt som skal hjelpe forskere å lære hvordan og når monarkene kommer tilbake om våren. Gjennom Journey North, en nettbasert studie, rapporterer frivillige plassering og dato for de første monarkobservasjonene våren og sommermånedene.

Er du interessert i frivillighet for å samle inn data om monarkmigrasjonen i ditt område? Finn ut mer: Frivillig med et Monarch Citizen Science Project.

_kilder:

• _{Dr. Fred Urquhart - I Memoriam, Monarch Watch, University of Kansas. Åpnet online 8. juni 2015.}
• _{Merking av monarker, Monarch Watch, University of Kansas. Åpnet online 8. juni 2015.}
• _{Høstens migrasjonsveier av monark sommerfugler i Øst-Nord-Amerika avslørt av innbyggerforskere, Elizabeth Howard og Andrew K. Davis, Journal of Insect Conservation, 2008. (PDF) Åpnes online 8. juni 2015.}
• _{Dokumentere vårbevegelsene til monarkfugler med Journey North, en statsborgervitenskap Program, av Elizabeth Howard og Andrew K. Davis. I Monarch Butterfly Biology & Conservation, av Karen Suzanne Oberhauser og Michelle J. Solensk.}

Oppdagelsen av hvor monark sommerfugler gikk hver vinter reiste umiddelbart et nytt spørsmål: hvordan finner en sommerfugl veien til en avsidesliggende skog, tusenvis av kilometer unna, hvis den aldri har vært der før?

I 2009 avslørte et team av forskere ved University of Massachusetts en del av dette mysteriet da de viste hvordan en monarkfugl bruker antennene sine for å følge solen. I flere tiår mente forskere monarkene må følge solen for å finne veien sørover, og at sommerfuglene justerte sin retning da solen beveget seg over himmelen fra horisonten til horisont.

Det var lenge forstått at insektantenn fungerte som reseptorer for kjemiske og taktile signaler. Men UMass-forskerne mistenkte at de kunne spille en rolle i hvordan monarkene behandlet lyslys når de også migrerte. Forskerne satte monark sommerfugler i en flygesimulator, og fjernet antennene fra en gruppe sommerfugler. Mens sommerfuglene med antenner fløy sørvestover, gikk monarkenes sans antenner vilt av kurs.

Teamet undersøkte deretter døgnklokken i monarkens hjerne - molekylsyklusene som reagerer på endringer i sollys mellom natt og dag - og fant ut at den fremdeles fungerte normalt, selv etter fjerningen av sommerfuglen antenner. Antennene så ut til å tolke lyslys uavhengig av hjernen.

For å bekrefte denne hypotesen delte forskerne igjen monarker i to grupper. For kontrollgruppen belagte de antennene med klar emalje som fortsatt ville tillate lys å trenge inn. For test- eller variabelgruppen brukte de svart emaljemaling, og effektivt blokkerte lyssignalene fra å nå antennene. Som forutsagt, fløy monarkene med dysfunksjonelle antenner i tilfeldige retninger, mens de som fremdeles kunne oppdage lys med antennene deres holdt kursen.

Men det måtte mer til enn å bare følge solen, for selv på ekstremt overskyede dager fortsatte monarkene å fly sørvest uten å mislykkes. Kan monark sommerfugler også følge jordas magnetfelt? UMass-forskerne bestemte seg for å undersøke denne muligheten, og i 2014 publiserte de resultatene fra studien.

Denne gangen satte forskerne monark sommerfugler i flysimulatorer med kunstige magnetiske felt, slik at de kunne kontrollere helningen. Sommerfuglene fløy i sin vanlige sørlige retning, til forskerne snudde den magnetiske hellingen - da gjorde sommerfuglene et ansikt og fløy nordover.

Et siste eksperiment bekreftet at dette magnetiske kompasset var lysavhengig. Forskerne brukte spesielle filtre for å kontrollere bølgelengdene til lys i flysimulatoren. Da monarkene ble utsatt for lys i det ultrafiolette A / blå spektrale området (380nm til 420nm), forble de på sin sørlige bane. Lys i bølgelengdeområdet over 420nm fikk monarkene til å fly i sirkler.

_Kilde:

• _{Antennalske døgnklokker koordinerer solkomassorientering i trekkende monark sommerfugler, Christine Merlin, Robert J. Gegear, og Steven M. Reppert, Vitenskap 25. september 2009: Vol. 325. Åpnet online 8. juni 2015.}
• _{Butterfly 'GPS' funnet i antenner, av Judith Burns, BBC News, 25. september 2009. Åpnet online 8. juni 2015.}
• _{Forskere viser at monark sommerfugler bruker et magnetisk kompass under migrasjon, av Jim Fessenden, UMass Medical Schools, 24. juni 2014. Åpnet online 8. juni 2015.}

Takket være flere tiår med tagging av poster og observasjoner fra monarkforskere og entusiaster, vet vi ganske mye om hvordan monarker forvalter en slik lang høst migrasjon.

I mars 2001 ble en merket sommerfugl gjenfunnet i Mexico og rapportert til Frederick Urquhart. Urquhart sjekket databasen sin og oppdaget denne hjertelige mannlige monarken (taggen # 40056) ble opprinnelig merket på Grand Manan Island, New Brunswick, Canada, i august 2000. Denne personen fløy rekord 2.750 miles, og var den første sommerfuglen merket i dette området av Canada som ble bekreftet for å fullføre reisen til Mexico.

Hvordan flyr en monark så utrolig avstand på så sarte vinger? Migrerende monarker er eksperter på å sveve, la de rådende medvind og sørlige kalde fronter skyve dem med i hundrevis av miles. I stedet for å bruke energi på vingene, kaster de luftstrømmene og korrigerer retningen etter behov. Flyflyflygere har rapportert å dele himmel med monarker i en høyde så høye som 11.000 fot.

Når forholdene er ideelle for skyhøye, kan migrerende monarker holde seg i luften i opptil 12 timer per dag, og dekke avstander opp til 200-400 miles.

_kilder:

• _{"Monark sommerfugl, Danaus pleksippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "av Thomas C. Emmel og Andrei Sourakov, University of Florida. Encyclopedia of Entomology, 2^nd utgave, redigert av John L. Capinera.}
• _{Monarch Tag & Release, Virginia Living Museums nettsted. Åpnet online 8. juni 2015.}
• _{Longest Monarch Migration - The Record Flight, Journey North. Åpnet online 8. juni 2015.}

Man skulle tro at en skapning som flyr flere tusen mil vil bruke en god del energi på gjør det, og ankommer derfor målstreken betydelig lettere enn da den begynte sin ferd, Ikke sant? Ikke slik for monarkfuglen. Monarker går faktisk opp i vekt under sin lange migrasjon sørover, og ankommer Mexico som ser ganske lubben ut.

En monark må ankomme overvintringshabitatet i Mexico med nok kroppsfett til å klare det gjennom vinteren. Når monarken er bosatt i oyumelskogen, vil den være i ro i 4-5 måneder. Annet enn en sjelden, kort flytur for å drikke vann eller en liten nektar, tilbringer monarken vinteren gjemt med millioner av andre sommerfugler, hviler og venter på våren.

Så hvordan får en monark sommerfugl vekt i løpet av en flytur på over 2000 miles? Ved å spare energi og mate så mye som mulig underveis. Et forskerteam ledet av Lincoln P. Brower, en verdenskjent monarkekspert, har studert hvordan monarker brensler seg for migrasjon og overvintring.

Som voksne drikker monarker blomsternektar, som i hovedsak er sukker, og omdanner den til lipid, som gir mer energi per vekt enn sukker. Men lipidbelastning starter ikke med voksen alder. Monarch larver mater kontinuerlig, og akkumulere små energilagre som i stor grad overlever valpen. En nyoppstått sommerfugl har allerede noen første energilagre å bygge på. Migrantmonarkene bygger energireservene enda raskere, siden de er i en tilstand av reproduktiv diapause og ikke bruker energi på parring og avl.

Migrerende monarker samles før de begynner sørover, men de tar også hyppige stopp for å mate underveis. Falle nektar kilder er ekstremt viktige for migrasjonssuksessen, men de er ikke spesielt kresen med hvor de lever. I det østlige USA vil enhver eng eller felt i blomst fungere som en bensinstasjon for migrerende monarker.

Brower og hans kolleger har bemerket at bevaring av nektarplanter i Texas og Nord-Mexico kan være avgjørende for å opprettholde monarkmigrasjonen. Sommerfuglene samles i dette området i stort antall og fôrer hjertelig for å øke lipidlagrene før de fullfører den endelige delen av migrasjonen.

_kilder:

• _{"Monark sommerfugl, Danaus pleksippus L. (Lepidoptera: Danaidae), "av Thomas C. Emmel og Andrei Sourakov, University of Florida. Encyclopedia of Entomology, 2^nd utgave, redigert av John L. Capinera.}
• _{Drivstoff for høsten migrasjon av monark sommerfugl, Lincoln P. Brower, Linda S. Fink, og Peter Walford, Integrativ og sammenlignende biologi, Vol. 46, 2006. Åpnet online 8. juni 2015.}