文摘
君主有能力惊人的壮举!他们从毛毛虫过渡到美丽的蝴蝶。在迁移期间,他们飞行了数千则距离美国北部和加拿大南部墨西哥。但黑脉金斑蝶陷入困境。在过去的25年里,公民和科学家报道越来越少。有不到一半的君主2019年2020年。公园在美国落基山和印第安那沙丘国家公园,举办君主迁移路径。公园巡游者是帮助科学家追踪君主通过“捕获、标签和释放。“通过这种方法,那些看到一个标记蝴蝶可以报告何时何地他们看到它。通过跟踪君主以及它们的迁移路径,我们希望学习他们遇到问题。 Scientists are also using new technology to count monarchs in their winter habitats.
为什么君主呢?
你见过橙色翅膀飞舞的?或者你看到了一个绿色的毛毛虫吃乳草植物吗?某些幼虫进入流行的橙黑相间的黑脉金斑蝶(图1 a, B)。君主在生态系统做重要的工作。虽然这些昆虫以花蜜为食,他们还之间移动花粉植物。授粉帮助植物繁殖(图1 c)。当成功授粉时,有更多的食物可用于所有类型的动物,包括人!而君主帮助创造的食物对我们来说,他们也是一个好的对鸟类的食物来源,其他昆虫和小动物(尽管显示它们的方法保护自己https://monarchwatch.org/biology/pred1.htm)。
- 图1 -(一)黑脉金斑蝶。
- (B)君主集群在寒冷的冬日保暖。(C)君主授粉乳草属植物的花。
有两种不同人群的黑脉金斑蝶。一个种群在加利福尼亚度过冬天(美国)和穿越落基山脉以西州和国家公园;其他人口,被称为东部人口保持落基山脉以东。我们将关注东部大得多的人口。这些蝴蝶旅行每年数千英里,从加拿大到墨西哥南部。这个事件被称为迁移(1]。想象旅行几千英里(4000公里,即2500英里)在自己的力量!这几乎是像从纽约到洛杉矶旅行!蝴蝶的一生中只有一次旅行。这使得君主非常有趣的科学家如何做君主知道去哪里如果他们从未去过那儿?
因为这些生物对生态系统在北美,是非常重要的跟踪他们的人口规模。数东方君主的最好方法是在墨西哥在冬天,当所有东方君主依偎在一起的树木保护云的森林。今年剩下的时间里,君主是分散在美国和加拿大,太难以计数。墨西哥云森林对君主有完美的温度和湿度。更北的地区太冷;君主可以冻死。南部地区植物君主依赖的太热的食物。在墨西哥君主挤在这几个地方在冬天因为条件是正确的。
到墨西哥旅行
作为他们迁移到墨西哥,君主必须休息。他们的一些休息站在印第安那沙丘和落基山国家公园在美国,工作人员和游客一直在监测君主15年。君主监视器捕捉君主蝴蝶网,轻轻地把小标签,并释放他们。这种方法叫做“捕获、标签和释放。“数字的标记看起来像小贴纸(图2)。人看到一个君主与一个标签可以在网上写下数量和报告一个组织称为君主的手表。贴纸的工作像汽车执照plates-you可以告诉来自哪个州汽车无论在哪里见过。这样,研究人员可以拼凑的路径,具体的君主。如果蝴蝶不让它到墨西哥,研究人员可以找出它最后被看见,甚至为什么遇到了麻烦。任何人,包括你,可以帮助研究人员收集这些信息!当你看到一个君主标签,写下来的数量和报告MonarchWatch.org!在这个网站上你可以看到蝴蝶的数量上升和下降。数字上升为发现更多的君主,他们下去如果君主陷入风暴或火灾。
- 图2 -(一)跟踪其迁徙路线,帝王蝶被君主标记看9月20日,2016年和释放卵子港口,威斯康辛州,美国。
- (B)5个月的君主旅行2300英里。(C)标记了的君主这张照片拍摄于2月20日,2017年,墨西哥Zitacuaro(更多的标签,请参见https://monarchwatch.org/tag-event)。
数成千上万的蝴蝶
君主集群在冷杉树高在云端森林米却肯州,墨西哥(2]。科学家们一直想知道如何准确计算很多君主。问题是,君主有非常大的数字,他们挂在树上在非常密集的群体。如果你不知道你是蝴蝶,你可能会认为你正在穿越树用毯子扔在他们!这使得科学家们很难确保他们得到正确的数字。图片:你被要求估计m&m巧克力豆的数量在一个巨大的罐子在你面前。他们都是扎堆于jar时,是很困难的!如果你能行,就会容易得多。
如果你有超级视力和可以计算隐藏的蝴蝶的形状你的答案吗?科学家们今天技术!这是一个激光技术激光雷达,因为李碧d作弊一个ndr安吉。激光雷达技术使用激光扫描仪,它就像一个相机。而是做一个二维图像(如绘图的平方在一张纸上),它使一个数字,三维模型(如一个魔方)。生成模型、激光雷达扫描器发出数以百万计的激光束来记录环境中对象的位置和距离。两位科学家路易斯·艾伦和Nickolay Hristov决定使用激光雷达估计大量的动物聚集在一起。找出有多少黑脉金斑蝶在森林里,森林科学家扫描了两次:第一次的时候没有蝴蝶,然后当蝴蝶被覆盖的树木。因为在三维激光扫描显示细节,他们可以用来找出一些图像占用多少空间(体积)。他们从中减去光秃秃的树的体积的体积覆盖树木,让蝴蝶(激光器的体积SVE)(图3,视频1)。因为科学家可以估计一个君主的典型的体积,可以总体积除以体积的一只蝴蝶,估计君主的总数在森林里(3]。
- 图3 -在墨西哥中部Oyamel冷杉树的三维模型,基于激光雷达。
- (一)一个没有蝴蝶的树。(B)相同的树蝴蝶集群。(C)的结合(A, B),显示树的形状,没有蝴蝶。(D)只有蝴蝶栖息,由减法(一)从(B)。请注意,树的树干和树枝失踪。(E)转换的卷的蝴蝶(D)在估计个体的君主。
SVE科学家估计,这种新方法之前,在2000年至2020年之间,君主人口1.6至15亿蝴蝶4,5]。这就像在说你有70美元或70000美元,你不确定,但在任何时候是在这个范围。这是一个很大的范围。当然,每年蝴蝶的数量变化。如果君主的技术估计数字是不准确的,很难判断像乳草属植物种植正在改变。我们需要最准确的数字来了解是否有人口君主的一个大问题。仅在过去两年中,君主的估计数量根据面积估计下降了一半。
激光雷达,更准确的计数君主在墨西哥是可能的。利用激光雷达技术,科学家们可以比较基线数今天未来的扫描。如果未来的扫描显示君主的增加,它会告诉我们,帮助我们提供君主是成功的。
的挑战
我们知道黑脉金斑蝶面临许多挑战。除了杀死他们的风暴和火灾,君主只吃和乳草植物的叶子上产卵。乳草越来越难找,因为人们常常用除草剂杀死这些植物或其他化学物质。当我们建造更多的房屋,商店,和停车场,我们失去的植物和树木空间,包括乳草。也是如此的君主在墨西哥迁徙路线。更多的房屋、商店、农场和工厂意味着更少的树,君主可以过冬。墨西哥人长大看到成千上万的君主正在努力保护云森林栖息地,所以君主有地方去。君主也受到气候变化的影响,更频繁的风暴,突然降温,过多的雨水。
为什么我们关心
我们都受益于君主。他们帮助我们,我们所吃的植物传粉。我们可以使用新技术来跟踪和计数的君主,这将帮助我们学习如何最好地保护他们。国家公园,在美国和墨西哥,在保护君主需要扮演一个重要角色。我们都可以帮助减少君主面临的危险帮助保护森林地区,限制农药的使用情况,和离开乳草植物的君主的栖息地。让我们继续努力工作,这样我们可以看到大量的君主在北美。帮助拯救君主!访问www.monarchwatch.org或www.xerces.org/monarchs要学习更多的知识。
术语表
授粉:↑转让尘埃的花粉粒子从一个工厂到另一个的花(或同一植物生殖的一部分)。授粉的植物繁殖至关重要。
迁移:↑运动的野生动物或人找到一个最佳的位置寻找食物和安全的下一代。鸟类和昆虫,迁移通常是季节性的。
云森林:↑云森林就像雨林:它们存在于热带地区。云的森林都是在高海拔低云层滤波器通过树木和产生沉淀。
激光雷达:↑光探测和测距。技术,摄像机设备将一束光进入空间和措施第一固体之间的距离。
SVE:↑减去估计量。方法估算的动物数量密集的群体通过分析这些群体的形状和体积与激光雷达扫描。
视频1:↑SVE方法展示的视觉描述激光雷达扫描的树,没有蝴蝶转化为三维模型的分析和评估个人蝴蝶的计数。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
作者免责声明
任何意见、发现和结论或建议在这种材料中表达作者的,不一定反映美国国家科学基金会的观点。
确认
感谢美国国家公园管理局的工作人员,加州州立公园,美国鱼类和野生动物服务,管家的君主生物圈保护区,墨西哥,保护伙伴CONANP SEMARNAT, WWF-Mexico,自治在墨西哥tri-national环境合作委员会总部位于加拿大。我们要感谢原paper-D的合作者。Nikolaidis和t .休博尔。这项研究受到了美国内政部通过DOI美国鱼类和野生动物服务奖项(F18AC00004和0040294142)的额外的资金环境合作委员会,总部位于加拿大。口译员和科学家致力于我们的公园(www.iSWOOPparks.com)是由美国国家科学基金会支持DRL 1514776和1514766。
原始的文章
↑Hristov:我。,Nikolaidis, D., Hubel, T. Y., and Allen, L. C. 2019. Estimating overwintering monarch butterfly populations using terrestrial LiDAR scanning.前面。生态。另一个星球。7:266。doi: 10.3389 / fevo.2019.00266
引用
[1]↑布劳尔,l . p . 1977。君主迁移。Nat。嘘。86:40-53。
[2]↑安德森,j·B。,一个ndBrower, L. P. 1996. Freeze-protection of overwintering monarch butterflies in Mexico: critical role of the forest as a blanket and an umbrella.生态。Entomol。21:107-16。
[3]↑Hristov:我。,Nikolaidis, D., Hubel, T. Y., and Allen, L. C. 2019. Estimating overwintering monarch butterfly populations using terrestrial LiDAR scanning.前面。生态。另一个星球。7:266。doi: 10.3389 / fevo.2019.00266
[4]↑卡尔弗特WH。2004年。“两种方法估计过冬君主人口规模在墨西哥,”黑脉金斑蝶:生物学和保护、eds k . s . Oberhauser和m . j . Solensky(纽约伊萨卡岛:康奈尔大学出版社)。121 - 7页。
[5]↑Thogmartin w·E。,Diffendorfer, J. E., López-Hoffman, L., Oberhauser, K., Pleasants, J., Semmens, B. X., et al. 2017.密度估计的黑脉金斑蝶在墨西哥中部过冬。PeerJ。5,e3221。doi: 10.7717 / peerj.3221