这幅照片展现了在墨西哥的Sierra Chincua保护区，蝴蝶们聚集在冬季栖息地的情景。凉爽的山地气候可以减缓蝴蝶们的代谢活动，从而为它们节约能量。
撰写：JASON BITTEL
每年，从加拿大南部和美国最北边出发，数百万只俗称为“帝王蝶”的黑脉金斑蝶飞行3000英里后抵达墨西哥城外的山地森林中过冬。
“大家都知道帝王蝶会迁徙，”美国佐治亚大学动物生态学家安迪·戴维斯（Andy Davis）说，“但有件事我们还不太了解，那就是帝王蝶作为体型如此小的生物，本身能量十分有限，它们是如何完成如此壮阔的飞行的呢？”
本月22日发表于PLOS One期刊上的一篇论文表明，帝王蝶横跨大陆的魔法可能奇妙地与翅膀上小小的斑点有一部分关系。
戴维斯与论文合著者们研究了沿迁徙旅途、自多个地点采集到的将近400只帝王蝶的翅膀花案照片，他们发现一个有趣的规律：就翅膀图案而言，一路飞到墨西哥的帝王蝶通常比到达美国佐治亚州或明尼苏达州等地的同类们拥有更大的白色斑点，这一面积差异可达后者斑点大小的3%；与此同时，墨西哥蝴蝶比数代迁徙活动中早期被采集到的帝王蝶拥有更少的黑色图案。
那么，这件事有趣在何处呢？
迁徙的帝王蝶高飞于离地约1200英尺（约365.76米）的空中。阳光照射下，蝴蝶翅膀不均匀受热，黑色区域温度更高，白色区域则保持着较低的温度。科学家发现当这种作用交互发生——即如帝王蝶翅膀边缘的白色斑点与黑色条纹相依而成时，上述作用会引起微小的气流漩涡，从而减小阻力，让飞行更高效。
鲨鱼皮肤和海鸟翅膀的花纹上也发现了类似的能够减少阻力的特征。所有这些加在一起都会给人类未来科技带来重大潜力。
“要是想开发可以飞得更久的无人驾驶飞机并利用太阳光获取能源，动物花纹是我们最该学习的一课。”论文合著者、新墨西哥矿业理工大学的机械工程学副教授穆斯塔法·哈桑纳里安（Mostafa Hassanalian）说。
帝王蝶为什么会有斑点
这篇论文的第二部分评估了帝王蝶及与其亲缘关系最近的几类斑蝶（含亚种）之间翅膀上白色斑点的大小差异。
论文合著者、戴维斯的学生克里斯蒂娜·武（Christina Vu）量化了这些蝴蝶翅膀斑点的大小，并发现帝王蝶的斑点显著最大。紧随其后的是俗称“南方帝王蝶”的半迁徙种伊丽金斑蝶（D.erippus），余下还有牙买加金斑蝶（D. cleophile）、也被称为“战士蝶”的热带女王斑蝶（D. eresimus thetys）、女王斑蝶（D. gilippus Berenice）和条纹女王斑蝶（D. g. strigose），它们拥有更小的斑点，并且都无迁徙习性。
实际上，不论从现象来看还是依据科学家理论推演，斑点面积及其减少阻力的能力都与迁徙行为本身有关。
“我认为秋季迁徙本就是一场一年一度的重大筛选活动，”戴维斯说，“它确保只有最合适的个体抵达终点线。这些个体没有感染，也没有生病，还可能拥有最巨大、最有力的翅膀。”
“在我们的研究背景下，它们可能拥有最好的斑点花样。”他还说。
蝴蝶效应
“一只蝴蝶在北京或纽约扇动翅膀，万里晴空转瞬暴雨倾盆，“杰夫·高布伦（Jeff Goldblum）扮演的角色在初版《侏罗纪公园》电影中打趣说。
从《哈瓦那》到《死亡幻觉》，许多电影都向观众介绍过“蝴蝶效应”，其主旨是说极小的变化有时可能会造成巨大的后果。这个最初由麻省理工气象学教授爱德华·劳伦兹（Edward Lorenz）在1963年提出的概念虽然在很多引用中都被曲解了，但我们很难拒绝通过这个隐喻理解帝王蝶翅膀图案的意义。
说到头，我们谈论的斑点只有铅笔头橡皮那么小，我们关注的这种昆虫只有玉米粒那么轻。
“而它们却要飞过那么远的距离，一天飞上10个小时，总共要飞60天，才能到达目的地。”戴维斯说。
因此，哪怕是极其微小的一点差异，比如本研究中的斑点大小，“其影响也是日积月累的。在一场迁徙中，这将会是生与死之间的差异。”
“革命性的”研究
比利时根特大学的生物学家米歇尔·尼古拉（Michaël Nicolaï）在一封邮件中说，研究的下一步是测试如此细小的颜色差异是否会对阻力产生可见的影响。
比方说，虽然上述新研究在蝴蝶翅膀颜色方面只找到了3%的差异，但尼古拉进行的一项有关海鸟的研究发现，鸟儿的神色翅膀带来的飞行效率提升可达20%。
尼古拉确实认同，哪怕是微小的改变，也会为整个漫长的旅途带来益处，但除非看到实验测量数据，他仍将对此保持“非常乐观”但“并不确信”的态度。
戴维斯希望他的研究可以为该问题的其他研究带来启发。
“蝴蝶学界尚未有人从这个角度看待它们的翅膀，”戴维斯说，“而今，人们每遇见一种蝴蝶，都会开始思考：‘天哪，这种颜色又将怎样影响蝴蝶的飞行呢？’”
“我认为，这就是该项研究具有的革命性的一面。”
（译者：绿酒）
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