方陵生

白眉天蛾是每年通過瑞士阿爾卑斯山口大規(guī)模遷徙的昆蟲之一。數(shù)以萬億計(jì)的昆蟲會(huì)隨著季節(jié)變換飛向很遠(yuǎn)的地方覓食和繁衍。

每年秋天，瑞士阿爾卑斯山上一處安靜的山口就成了一條“昆蟲高速公路”。在長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月的時(shí)間里，數(shù)以百萬計(jì)的食蚜蠅、飛蛾和蝴蝶長(zhǎng)途遷徙來到此地，穿過山間一個(gè)狹窄的隘口，朝著它們的目的地飛去。這是動(dòng)物王國(guó)最偉大的運(yùn)動(dòng)之一。

邁爾斯·門茲是瑞士伯爾尼大學(xué)的生態(tài)學(xué)家。他領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)家小組，每年來這個(gè)山口待上幾個(gè)月的時(shí)間考察昆蟲活動(dòng)。白天，他們打開雷達(dá)儀器，升起取樣捕網(wǎng)，追蹤捕捉嗡嗡作響的昆蟲。日落時(shí)，他們拿出飲料和零食休息片刻，便等待著午夜的到來，將毛茸茸的蛾子從空中引誘到取樣捕網(wǎng)中。

這個(gè)被稱為“布雷托萊”的山口，是歐洲生態(tài)學(xué)家的一個(gè)野外觀測(cè)點(diǎn)。幾十年來，鳥類學(xué)家一直在追蹤鳥類的遷徙活動(dòng)，但邁爾斯·門茲和他的同伴們追尋的不是鳥類的蹤跡，而是鳥類盛宴上的昆蟲的動(dòng)向。

每年，全世界長(zhǎng)途遷徙的昆蟲數(shù)量有萬億之多，但它們與生態(tài)系統(tǒng)及人類生活的聯(lián)系，人類才剛剛開始有所了解。像邁爾斯·門茲這樣的科學(xué)家正在全球范圍內(nèi)對(duì)昆蟲展開研究，追蹤蝴蝶、飛蛾、食蚜蠅等昆蟲長(zhǎng)途遷徙的軌跡和規(guī)律。例如，他們發(fā)現(xiàn)，紅蛺蝶往返于非洲和歐洲之間時(shí)，正好是它們最喜愛的花朵的開花時(shí)節(jié)。另外，穿行在歐洲的食蚜蠅，每天要飛行100多千米，一路上以吸取嫩枝汁液的害蟲——蚜蟲為食。

之前，對(duì)大多數(shù)動(dòng)物遷徙的研究都集中于體型較大且易于研究的鳥類和哺乳動(dòng)物，如今昆蟲的大規(guī)模遷徙現(xiàn)象也引起了生態(tài)學(xué)家的關(guān)注。這些小小的生靈是如何在廣袤的天地中長(zhǎng)途遷徙而不會(huì)迷失方向的？它們?yōu)槭裁匆晦o辛勞地長(zhǎng)途遷徙？這些都是昆蟲學(xué)家十分感興趣的問題。

紅蛺蝶長(zhǎng)途遷徙示意圖

科學(xué)家在瑞士阿爾卑斯山的山口處安裝的捕蛾器，用來捕捉、識(shí)別和放生遷徙的蛾類。

為了覓食、繁衍和生存

動(dòng)物遷徙的原因有很多，通常不外乎覓食、繁衍和生存。北美黑脈金斑蝶（也被稱為“帝王蝶”）是最著名的遷徙昆蟲之一，它們從北美東部一直向南飛向墨西哥，到更溫暖的環(huán)境中越冬。每年冬天，臺(tái)灣島上的紫斑蝶從本島北部和中部地區(qū)向南遷徙，來到溫暖的茂林風(fēng)景區(qū)，大規(guī)模遷徙而來的蝴蝶群吸引了許多喜愛鱗翅目昆蟲的游客。為躲避東部炎熱干燥的夏季，數(shù)十億只澳大利亞的博貢蛾會(huì)飛往東南部涼爽的山洞中避暑。

長(zhǎng)途遷移對(duì)于小小的昆蟲而言，是一段十分艱難的旅程。每年春天，紅蛺蝶離開北非，一路穿越渺無人煙的撒哈拉沙漠，然后穿過地中海進(jìn)入歐洲。待到秋天時(shí)，它們?cè)纺嫦蚍祷兀匦嘛w過這條遷徙路線。

千里遷徙中的紅蛺蝶

西班牙格拉諾勒自然科學(xué)博物館的蝴蝶專家康斯坦特·斯特凡內(nèi)斯庫在許多科學(xué)家的幫助和支持下，追蹤紅蛺蝶的遷徙路徑。通過對(duì)北非大片地區(qū)的調(diào)查，康斯坦特·斯特凡內(nèi)斯庫的研究小組證實(shí)，炎熱的夏季，紅蛺蝶幾乎從該地區(qū)完全消失。每年春天，它們從非洲飛向歐洲。當(dāng)10月返回時(shí)，正好趕上它們喜愛的食物——野雛菊等花卉的開花時(shí)節(jié)。整個(gè)旅程長(zhǎng)達(dá)數(shù)千千米，可能需要六代蝴蝶接力才能完成。

遷徙的昆蟲，在尋找食物和繁衍機(jī)會(huì)的同時(shí)，也為地球和人類提供了重要的生態(tài)服務(wù)，它們?yōu)檗r(nóng)作物和野生植物授粉，吞食農(nóng)業(yè)害蟲。例如，遷徙中的食蚜蠅幼蟲以損害農(nóng)作物的蚜蟲為食，而成年食蚜蠅則可幫助植物授粉。

2011年之后，英國(guó)?？巳卮髮W(xué)的遺傳學(xué)家卡爾·沃頓開始思考昆蟲遷徙活動(dòng)的重要性。他在西班牙和法國(guó)邊界的比利牛斯山脈某處扎營(yíng)，考察食蚜蠅的遷徙活動(dòng)。后來，他聽說邁爾斯·門茲在阿爾卑斯山的布雷托萊山口附近做著幾乎完全相同的研究，便主動(dòng)聯(lián)系上邁爾斯·門茲開始了合作，分別在比利牛斯山和阿爾卑斯山進(jìn)行了對(duì)昆蟲的研究考察。

他們發(fā)現(xiàn)，每年都有數(shù)以百萬計(jì)的食蚜蠅出現(xiàn)在瑞士阿爾卑斯山，它們就像上下班高峰期的通勤者一樣，忙忙碌碌地穿越布雷托萊山口。據(jù)推測(cè)，整個(gè)歐洲估計(jì)可能有幾十億只食蚜蠅奔波在遷徙途中，大規(guī)模出動(dòng)的昆蟲一路上可吃掉數(shù)十億只農(nóng)作物害蟲。

昆蟲遷徙盛況空前，令人震撼！在昆蟲通過的山口處，密密麻麻閃著微光的小點(diǎn)，順風(fēng)時(shí)高飛，逆風(fēng)時(shí)低飛，恍若川流不息的洪流般一往無前。 它們不僅飛得又快又低，而且不停不息。遷徙中的蝴蝶會(huì)像在烘干機(jī)里一樣轉(zhuǎn)著圈飛，而食蚜蠅則會(huì)徑直朝前飛。

研究人員使用雷達(dá)的仰視功能來跟蹤從頭頂掠過昆蟲的反射信號(hào)，同時(shí)使用取樣捕網(wǎng)采集一些食蚜蠅，對(duì)這些昆蟲的種類進(jìn)行辨別。昆蟲雖小，其生態(tài)意義卻不可忽視。但近年來歐洲各地昆蟲的數(shù)量在急劇下降。以2017年的一份研究報(bào)告中的數(shù)據(jù)為例，德國(guó)63個(gè)自然保護(hù)區(qū)27年來的昆蟲總生物量下降了76%以上，昆蟲數(shù)量減少的速度十分驚人。

有紙媒報(bào)道稱，這是“昆蟲世界末日”的預(yù)兆。這個(gè)結(jié)論可能有些夸大其辭，因?yàn)榭疾祉?xiàng)目只覆蓋了歐洲的一小部分地區(qū)。雖然無法確定究竟是什么原因?qū)е铝死ハx數(shù)量下降，但食蚜蠅數(shù)量的持續(xù)減少，就意味著蚜蟲少了天敵，以及植物授粉者的大幅減少。這是因?yàn)槭逞料壥菤W洲僅次于蜜蜂的第二大傳粉昆蟲。

遷徙昆蟲中的害蟲

并非所有遷徙昆蟲都是有益的。有些昆蟲也會(huì)給人們帶來很大的麻煩。對(duì)于成熟季節(jié)破壞莊稼的害蟲，農(nóng)民可以噴灑殺蟲劑來消滅它們。如果能了解更多關(guān)于這些昆蟲何時(shí)何地出現(xiàn)的信息，便可幫助種植者更好地為預(yù)防有害昆蟲的突襲做好準(zhǔn)備。

氣象雷達(dá)可以幫助跟蹤遷徙昆蟲的移動(dòng)軌跡，雷達(dá)信號(hào)可從空中飛過的鳥類和其他動(dòng)物身上反射回來。但是許多昆蟲體型太小，多普勒雷達(dá)要檢測(cè)到它們的行蹤非常困難。目前，研究人員正在尋找新的方法來獲取昆蟲的移動(dòng)信號(hào)，實(shí)時(shí)跟蹤它們的遷徙路線，及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心的氣象學(xué)家約翰·韋斯特布魯克一直在用多普勒天氣雷達(dá)跟蹤美國(guó)中南部昆蟲的飛行路線。1995年，兩種飛蛾——甜菜夜蛾和卷心菜粉紋夜蛾蟲害爆發(fā)，摧毀了美國(guó)德克薩斯州部分地區(qū)的大批農(nóng)作物。最近，約翰·韋斯特布魯克挖掘了1995年的多普勒數(shù)據(jù)，提取出了這兩種害蟲在蟲害爆發(fā)期間的移動(dòng)信號(hào)。雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示，飛行中正在破壞莊稼的蛾子的反射率更高（呈紅色）。在1995年蟲害大爆發(fā)的疫情中，這些蛾子在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間里飛越了受災(zāi)的威利縣的大部分地區(qū)。

蟲害疫情爆發(fā)不可預(yù)測(cè)，但天氣雷達(dá)可以預(yù)測(cè)它們的活動(dòng)軌跡，以及它們將出現(xiàn)在哪里。約翰·韋斯特布魯克指出，如今的天氣雷達(dá)比1995年時(shí)的雷達(dá)系統(tǒng)功能更強(qiáng)，包含更多的信息，農(nóng)民可以利用雷達(dá)數(shù)據(jù)，在害蟲聚集的地方噴灑大量殺蟲劑，在特大蟲害疫情即將來襲時(shí)提前做好準(zhǔn)備。

黑帶食蚜蠅以損害莊稼的害蟲蚜蟲為食，同時(shí)還為植物授粉。

有遷徙習(xí)慣的卷心菜粉紋夜蛾會(huì)破壞卷心菜和其他作物。

此外，還有一種追蹤破壞性昆蟲的方法，是將它們磨碎后對(duì)其身體組織的化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)試。毛蟲在生長(zhǎng)過程中，會(huì)吸收當(dāng)?shù)丨h(huán)境特有的一些化學(xué)特征，氫、氧和其他元素會(huì)以不同的比例固定在組織中。對(duì)這些所含成分的比率進(jìn)行分析，可以揭示毛蟲原生地的地理區(qū)域位置。經(jīng)進(jìn)一步研究，可以通過預(yù)測(cè)有害昆蟲的出現(xiàn)時(shí)間和途經(jīng)路段，以期在整個(gè)農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)更好地控制蟲害。

遷徙昆蟲的食物鏈

對(duì)于邁爾斯·門茲、卡爾·沃頓等研究人員來說，他們的研究將從單個(gè)物種的觀察研究發(fā)展到對(duì)更廣泛?jiǎn)栴}的探索研究，如昆蟲如何遷徙、為何要遷徙，以及昆蟲在遷徙過程中食物鏈的變化等。例如，活躍在美國(guó)德克薩斯州和墨西哥的墨西哥無尾蝠以夜間活動(dòng)的蛾子為食，這些蛾類根據(jù)風(fēng)向在大氣層中極為狹窄的分層中遷徙。這是天空中的食物鏈。蝙蝠是如何讀懂天氣模式，并預(yù)測(cè)昆蟲的去向的呢？這至今還是個(gè)謎。

蜻蜓和阿穆爾獵鷹是另一個(gè)空中食物鏈的故事。每年有許多蜻蜓穿越印度洋3500千米或更長(zhǎng)的距離從印度遷徙到東非，然后返回，途中在季風(fēng)降雨形成的臨時(shí)池塘中繁殖。以蜻蜓為食的阿穆爾獵鷹與蜻蜓飛翔在同一條路線上，這是迄今已知猛禽遷徙路線中最長(zhǎng)的距離。如果說蜻蜓是導(dǎo)致阿穆爾獵鷹隨之遷徙的原因，那么這些小小的蜻蜓就是這一大型鳥類遷徙活動(dòng)的主要參與者。

昆蟲憑借其龐大的數(shù)量統(tǒng)治著遷徙世界。與鳥類、哺乳動(dòng)物和其他遷徙動(dòng)物相比，昆蟲的數(shù)量也是最多的。2016年的雷達(dá)數(shù)據(jù)表明，每年大約有3.5萬億的昆蟲遷徙到英國(guó)南部，這意味著動(dòng)物世界的大部分陸地遷徙活動(dòng)的主角都是昆蟲。