Motyl monarcha - Monarch butterfly

Motyl monarcha
Monarch Butterfly Danaus plexippus Samiec 2664px.jpg
Męski
Monarch w maju.jpg
Płeć żeńska

Pozornie bezpieczne  ( NatureServe )
Klasyfikacja naukowa edytować
Królestwo: Animalia
Gromada: Stawonogi
Klasa: Owady
Zamówienie: Lepidoptera
Rodzina: Nimfalidy
Rodzaj: Danaus
Gatunek:
D. plexippus
Nazwa dwumianowa
Danaus plexippus
MonarchDistribution2-3a.png
Synonimy
  • Papilio plexippus Linneusz, 1758
  • Archip Danaus ( Fabricius , 1793)
  • Danaus menippe ( Hübner , 1816)
  • Anosia plexippus Dyar , 1903

Motyl monarcha lub po prostu monarcha ( Danaus plexippus ) jest motyl milkweed ( podrodziny danainae ) z rodziny Nymphalidae . Inne popularne nazwy, w zależności od regionu, to mlecz , tygrys pospolity , wędrowiec i brąz z czarnymi żyłkami . Może być najbardziej znanym motylem północnoamerykańskim i jest uważany za kultowy gatunek zapylacza . Jego skrzydła mają łatwo rozpoznawalny czarny, pomarańczowy i biały wzór o rozpiętości 8,9–10,2 cm ( 3+1 / 2 -4 cala)Mullerowskiego naśladowaćThemotyl wicekróljest podobny kolor i wzór, lecz jest znacznie mniejsza i ma dodatkowy czarny pasek poprzek każdego hindwing.

Populacja monarchów na wschodzie Ameryki Północnej wyróżnia się coroczną instynktowną migracją na południe i jesienią z północnych i środkowych Stanów Zjednoczonych oraz południowej Kanady na Florydę i do Meksyku . Podczas jesiennej migracji monarchowie pokonują tysiące mil, z odpowiednim wielopokoleniowym powrotem na północ. Zachodnia północnoamerykańska populacja monarchów na zachód od Gór Skalistych często migruje do miejsc w południowej Kalifornii, ale została również znaleziona na zimujących stanowiskach w Meksyku. Monarchy zostały wyhodowane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . W 2009 roku przeprowadzono dochodzenie w kosmosie. Motyl monarcha pomyślnie wyszedł ze swojej poczwarki znajdującej się w komercyjnym generycznym aparacie do bioprzetwarzania stacji.

Taksonomia

Biała odmiana monarchy na Hawajach zwana białym monarchą

Uważa się, że imię „monarcha” zostało nadane na cześć króla Anglii Wilhelma III , ponieważ głównym kolorem motyla jest drugorzędny tytuł króla, Prince of Orange . Monarcha został pierwotnie opisany przez Carla Linneusza w jego Systema Naturae z 1758 roku i umieszczony w rodzaju Papilio . W 1780 r. Jan Krzysztof Kluk użył monarchy jako gatunku typowego dla nowego rodzaju Danaus .

Danaus ( starogrecki Δαναός ), prawnuk Zeusa , był mitycznym królem w Egipcie lub Libii , który założył Argos ; Pleksipp ( Πλήξιπος ) był jednym z 50 synów Aegyptusa , brata bliźniaka Danausa. W grece homeryckiej jego imię oznacza „tego, który pogania konie”, czyli „jeźdźca” lub „ woźnicy ”. W dziesiątym wydaniu Systema Naturae na dole strony 467 Linneusz napisał, że nazwy Danai festivi , podziału rodzaju, do którego należał Papilio plexippus , pochodzą od synów Aegyptusa. Linneusz podzielił swój duży rodzaj Papilio , zawierający wszystkie znane gatunki motyli, na to, co teraz nazwalibyśmy podrodzajami. Danai festivi tworzy jedną z „podrodzaje”, zawierający kolorowe gatunków, w przeciwieństwie do Candidi Danai zawierający cząstki o jasnym białym skrzydła. Linneusz napisał: „ Danaorum Candidorum nomina filiabus Danai aegypti, Festivorum się filiis mutuatus sunt. ” (Po angielsku: „Nazwy Danai Candidi zostały wyprowadzone z Danaidy, te z Danai festivi z synów Aegyptus”. )

Robert Michael Pyle zasugerował, że Danaus jest zmaskulinizowaną wersją Danae (gr. Δανάη ), praprawnuczki Danausa , do której Zeus przyszedł jako deszcz złota, co wydawało mu się bardziej odpowiednim źródłem nazwy tego motyla.

Istnieją trzy gatunki motyli monarcha:

  • D. plexippus , opisany przez Linneusza w 1758 roku, jest gatunkiem znanym najczęściej jako motyl monarcha Ameryki Północnej. Jego zasięg rozciąga się na całym świecie i można go znaleźć na Hawajach, Australii, Nowej Zelandii, Hiszpanii i na wyspach Pacyfiku .
  • D. erippus , monarcha południowego, został opisany przez Pietera Cramera w 1775 roku. Gatunek ten występuje w tropikalnych i subtropikalnych szerokościach geograficznych Ameryki Południowej, głównie w Brazylii, Urugwaju, Paragwaju, Argentynie, Boliwii, Chile i południowym Peru. Monarcha południowoamerykański i monarcha północnoamerykański mogli być jednocześnie jednym gatunkiem. Niektórzy badacze uważają, że monarcha południowy oddzielił się od jego populacji około 2 miliony lat temu , pod koniec pliocenu . Poziom morza był wyższy, a całanizina Amazonki była rozległym obszarem słonawych bagien, które oferowały ograniczone siedliska motyli.
  • D. cleophile , jamajski monarcha, opisany przez Jean-Baptiste Godarta w 1819 roku, rozciąga się od Jamajki do Hispanioli .

Zidentyfikowano sześć podgatunków i dwie odmiany barwne D. plexippus :

  • D.p. plexippus – podgatunek nominowany, opisany przez Linneusza w 1758 r., to podgatunek wędrowny znany z większości Ameryki Północnej.
    • D. pp tworzą nivosus , białego monarchę powszechnie spotykanego na Oahu na Hawajach i rzadko w innych miejscach.
    • D. pp (jeszcze nienazwany) – odmiana barwna pozbawiona oznaczeń żył na skrzydłach.
  • D.p. nigrippus ( Richard Haensch , 1909) – jako forma : Danais [ sic ] archippus f. nigrip . Hay-Roe i in. w 2007 roku zidentyfikował ten takson jako podgatunek:
  • D.p. megalippe ( Jacob Hübner , [1826]) – podgatunek niemigrujący, występujący od Florydy i Georgii na południe, przez Karaiby i Amerykę Środkową do Amazonki .
  • D.p. leukogyne ( Arthur G. Butler , 1884) - St. Thomas
  • D.p. portoricensis Austin Hobart Clark , 1941 − Portoryko
  • D.p. Tobagi Austin Hobart Clark, 1941 − Tobago

Procent białej odmiany na Oahu zbliża się do 10%. Na innych wyspach hawajskich biała odmiana występuje stosunkowo rzadko. Białych monarchów ( nivosus ) znaleziono na całym świecie, w tym w Australii, Nowej Zelandii, Indonezji i Stanach Zjednoczonych. Jednak niektórzy taksonomiści nie zgadzają się z tymi klasyfikacjami.

Monarchowie należą do podrodziny Danainae rodziny Nymphalidae . Danainae był dawniej uważany za odrębną rodzinę Danaidae .

Genom

Monarcha był pierwszym motylem, któremu zsekwencjonowano genom. Sekwencja szkicu 273 milionów par zasad zawiera zestaw 16 866 genów kodujących białka. Genom zapewnia naukowcom wgląd w zachowania migracyjne, zegar dobowy, szlaki hormonów młodzieńczych i mikroRNA, które ulegają zróżnicowanej ekspresji u monarchów letnich i migrujących. Niedawno opisano genetyczne podstawy migracji monarchów i ubarwienia ostrzegawczego.

Nie ma zróżnicowania genetycznego między populacjami migrującymi we wschodniej i zachodniej Ameryce Północnej. Ostatnie badania zidentyfikowały konkretne obszary w genomie monarchy, które regulują migrację. Wydaje się, że nie ma różnicy genetycznej między monarchą migrującą i niemigrującą, ale gen jest wyrażany u monarchów migrujących, ale nie u monarchów niemigrujących.

W publikacji z 2015 r. zidentyfikowano geny brakowirusów os w genomie północnoamerykańskiego monarchy, co doprowadziło do artykułów o motylach monarchów będących organizmami zmodyfikowanymi genetycznie .

Koło życia

Cykl życia motyla monarch

Metamorfoza

Jak wszystkie Lepidoptera, monarchowie przechodzą całkowitą metamorfozę . Monarchy przechodzą z jaja do postaci dorosłej w ciepłych letnich temperaturach w zaledwie 25 dni, a w chłodnych wiosennych warunkach nawet do siedmiu tygodni. Podczas rozwoju zarówno larwy, jak i ich żywiciele mleczne są podatne na ekstremalne warunki pogodowe, drapieżniki, pasożyty i choroby; zwykle przeżywa mniej niż 10% jaj monarchów i gąsienic. Cykl życia monarchy składa się z czterech faz: jaja, larwy, poczwarki i dorosłego.

jajko

Jajo pochodzi z materiałów połkniętych jako larwa oraz ze spermatoforów otrzymanych od samców podczas krycia. Samice monarchów składają jaja pojedynczo, najczęściej wiosną i latem na spodzie młodego liścia rośliny mlecznej. Samice wydzielają niewielką ilość kleju, aby przymocować jaja bezpośrednio do rośliny. Zwykle składają od 300 do 500 jaj w ciągu dwóch do pięciu tygodni.

Jaja są koloru kremowego lub jasnozielonego, jajowate do stożkowego kształtu i wielkości około 1,2×0,9 mm. Jaja ważą mniej niż 0,5 mg każde i mają wypukłe grzbiety, które tworzą się wzdłuż od wierzchołka do wierzchołka do podstawy. Chociaż każde jajo ma masę 11000 samicy, może ona składać jaja do własnej masy. Samice składają mniejsze jaja wraz z wiekiem. Większe samice składają większe jaja. Liczba jaj składanych przez samicę, która może kilkakrotnie łączyć się w pary, może sięgać 1180.

Jaja rozwijają się i wykluwają w larwy lub gąsienice od 3 do 8 dni . Spożywanie przez potomstwo trojeści korzystnie wpływa na zdrowie i pomaga chronić je przed drapieżnikami. Monarchowie będą składać jaja wzdłuż południowej trasy migracji.

Larwa

Porównanie wielkości między wschodnią czarną gąsienicą pazia (na górze), gąsienicą monarchy (w środku) i gąsienicą królowej (na dole), wszystko na ludzkiej dłoni.

Larwa ( gąsienica ) ma pięć stadiów rozwojowych ( stadki rozwojowe ), linienie pod koniec każdego stadium larwalnego. Instars trwają około 3 do 5 dni, w zależności od czynników takich jak temperatura i dostępność pokarmu.

Gąsienica w pierwszym stadium rozwojowym, która wyłania się z jaja, jest jasnozielona lub szarobiała, błyszcząca i prawie przezroczysta, z dużą czarną głową. Nie ma ubarwienia prążkowanego ani macek. Larwy lub gąsienice zjadają swoją skorupkę jaja i zaczynają żywić się mlekiem okrężnymi ruchami, często pozostawiając w liściu charakterystyczną dziurę w kształcie łuku. Starsze larwy w pierwszym stadium larwalnym mają ciemne paski na zielonkawym tle i tworzą małe guzki, które później stają się przednimi mackami. Pierwsze stadium rozwojowe ma zwykle długość od 2 do 6 mm.

Larwa w drugim stadium larwalnym rozwija charakterystyczny wzór białych, żółtych i czarnych poprzecznych pasm. Larwa ma żółty trójkąt na głowie i dwa zestawy żółtych pasków wokół tego centralnego trójkąta. Nie jest już półprzezroczysty, ale pokryty krótkimi szczecinami . Zaczynają rosnąć pary czarnych macek, większa para na klatce piersiowej i mniejsza para na brzuchu. Drugie stadium rozwojowe ma zwykle długość od 6 mm do 1 cm.

Larwa w trzecim stadium larwalnym ma bardziej wyraźne pasma, a dwie pary macek stają się dłuższe. Nogi na klatce piersiowej różnicują się w mniejszą parę w pobliżu głowy i większe z tyłu. Larwy w trzecim stadium larwalnym zwykle żerują za pomocą ruchu tnącego na krawędziach liści. Trzecie stadium rozwojowe ma zwykle od 1 do 1,5 cm długości.

W czwartym stadium ma inny wzór prążkowania. W pobliżu tylnej części gąsienicy pojawiają się białe plamy na pędach . Zwykle ma długość od 1,5 do 2,5 cm.

W piątym stadium ma bardziej złożony wzór pasków i białe kropki na kończynach, z przednimi nogami, które są małe i bardzo blisko głowy. Larwy w piątym stadium rozwojowym często żują płytkie nacięcie w ogonku liścia, który zjadają, co powoduje, że liść opada do pozycji pionowej. Jego długość waha się od 2,5 do 4,5 cm.

Gdy gąsienica kończy swój wzrost, ma 4,5 cm długości (duże okazy mogą osiągnąć 5 cm) i 7 do 8 mm szerokości oraz waży około 1,5 grama w porównaniu z pierwszym stadium larwalnym, które miało 2 do 6 mm długości i 0,5 do 1,5 szerokość mm. Larwy w piątym stadium znacznie zwiększają swoją wielkość i wagę. Następnie przestają żerować i często znajdują się z dala od roślin mlecznych, gdy szukają miejsca do przepoczwarzenia.

W warunkach laboratoryjnych stadium czwartego i piątego stadium gąsienicy wykazywało oznaki agresywnego zachowania przy mniejszej dostępności pożywienia. Stwierdzono, że zaatakowane gąsienice zostały zaatakowane, gdy żerowały na liściach mleczu, a gąsienica zaatakowała, gdy żerowała na troje. Świadczy to o agresywnym zachowaniu gąsienic monarchy ze względu na dostępność mlecznej rośliny.

Poczwarka

W ramach przygotowania do poczwarki i poczwarki etapie gąsienica wybiera bezpiecznego miejsca dla Przepoczwarczenie, w którym obraca się podkładki jedwabiu na zwróconej w dół powierzchni poziomej. W tym momencie odwraca się i pewnie przyczepia swoją ostatnią parą tylnych łap i zwisa do góry nogami, w formie litery J. Po „wisieniu J” przez około 12-16 godzin nagle wyprostuje swoje ciało i wejdzie w perystaltykę na kilka sekund, zanim jego skóra pęknie za głową. Następnie zrzuca skórę w ciągu kilku minut, odsłaniając zieloną poczwarkę. Początkowo poczwarka jest długa, miękka i nieco amorficzna, ale w ciągu kilku godzin zagęszcza się w swój wyrazisty kształt – nieprzezroczystą, jasnozieloną poczwarkę z małymi złotymi kropkami u dołu i złoto-czarną obwódką wokół strona grzbietowa u góry. Na początku jego egzoszkielet jest miękki i delikatny, ale w ciągu jednego dnia twardnieje i staje się bardziej wytrzymały. W tym momencie ma około 2,5 cm (1") długości i 10-12 mm (3/8-7/16") szerokości i waży około 1,2 grama. W normalnych letnich temperaturach dojrzewa w ciągu 8-15 dni (zwykle 11-12 dni). Podczas tego stadium poczwarki w środku formuje się dorosły motyl. Mniej więcej na dzień przed wynurzeniem egzoszkielet najpierw staje się przezroczysty, a poczwarka bardziej niebieskawa. Wreszcie, w ciągu około 12 godzin, staje się przezroczysty, ukazując czarne i pomarańczowe kolory motyla w środku, zanim się pojawi ( wynurzy ).

Dorosły

Dorosły osobnik wyłania się z poczwarki po około dwóch tygodniach przepoczwarzenia. Wyłaniający się dorosły osobnik wisi do góry nogami przez kilka godzin, pompując płyny i powietrze do skrzydeł, które rozszerzają się, wysychają i sztywnieją. Motyl następnie rozkłada i chowa skrzydła. Gdy warunki na to pozwalają, lata i żywi się różnymi roślinami nektarowymi. W okresie lęgowym dorosłe osobniki osiągają dojrzałość płciową w ciągu czterech lub pięciu dni. Jednak pokolenie migrujące osiąga dojrzałość dopiero po zakończeniu zimowania.

Rozpiętość skrzydeł dorosłego waha się od 8,9 do 10,2 cm (3,5-4,0 cali). Górne strony skrzydeł są ciemnopomarańczowe, żyły i brzegi są czarne, a na brzegach występują dwie serie małych białych plamek. Przednie skrzydła monarchy mają również kilka pomarańczowych plam w pobliżu końcówek. Spód skrzydeł jest podobny, ale końce przednich i tylnych skrzydeł są żółtobrązowe zamiast płowopomarańczowe, a białe plamki są większe. Kształt i kolor skrzydeł zmieniają się na początku migracji i wydają się bardziej czerwone i bardziej wydłużone niż późniejsi migranci. Rozmiar i kształt skrzydeł różnią się między monarchami migrującymi i niemigrującymi. Monarchowie ze wschodniej Ameryki Północnej mają większe i bardziej kanciaste skrzydła przednie niż te w populacji zachodniej.

W populacjach wschodnioamerykańskich ogólny rozmiar skrzydeł w fizycznych wymiarach skrzydeł jest różny. Samce mają zwykle większe skrzydła niż samice i są zazwyczaj cięższe niż samice. Zarówno samce, jak i samice mają podobne wymiary klatki piersiowej. Samice monarchów miały zwykle grubsze skrzydła, co uważa się, że zapewnia większą wytrzymałość na rozciąganie i zmniejsza prawdopodobieństwo uszkodzenia podczas migracji. Ponadto samice miały mniejsze obciążenie skrzydeł niż samce, co oznaczałoby, że samice potrzebują mniej energii do latania.

Dorośli mają dymorfizm płciowy . Samce są nieco większe niż samice i mają czarną plamkę na żyle na każdym tylnym skrzydle. Plamy zawierają łuski wytwarzające feromony, których używa wiele Lepidoptera podczas zalotów. Samice są często ciemniejsze od samców i mają szersze żyły na skrzydłach. Końce brzucha samców i samic różnią się kształtem.

Klatka piersiowa dorosłego ma sześć nóg. Jednak, jak u wszystkich Nymphalidae , przednie kończyny są małe i przylegają do ciała. Motyl używa tylko środkowych i tylnych nóg podczas chodzenia i czepiania się.

Dorosłe osobniki żyją zazwyczaj od dwóch do pięciu tygodni w okresie lęgowym. Larwy rosnące w dużym zagęszczeniu są mniejsze, mają mniejszą przeżywalność i ważą mniej niż osobniki dorosłe w porównaniu z larwami rosnącymi w niższych zagęszczeniach.

Obrazkowy cykl życia

Wizja

Eksperymenty fizjologiczne sugerują, że motyle monarchy widzą świat poprzez system tetrachromatyczny. Podobnie jak ludzie , ich siatkówka zawiera trzy rodzaje białek opsyny, wyrażane w odrębnych komórkach fotoreceptorowych, z których każda absorbuje światło o innej długości fali. W przeciwieństwie do ludzi, jeden z tych typów komórek fotoreceptorowych odpowiada długości fali w zakresie ultrafioletowym ; pozostałe dwa odpowiadają niebieskiemu i zielonemu.

Oprócz tych trzech fotoreceptorów w głównej siatkówce oczy motyla monarcha zawierają pomarańczowe pigmenty filtrujące, które filtrują światło docierające do niektórych, ale nie wszystkich, opsyn absorbujących zieleń, dzięki czemu czwarta komórka fotoreceptorowa jest wrażliwa na światło o większej długości fali. Połączenie przefiltrowanych i niefiltrowanych zielonych opsyn pozwala motylom odróżnić kolory żółty od pomarańczowych. Białko opsyny w ultrafiolecie wykryto również w obszarze grzbietowej krawędzi oka monarchy. Jedno z badań sugeruje, że pozwala to motylom na wykrywanie świetlików spolaryzowanych na ultrafiolet w celu zorientowania się w kierunku słońca podczas ich długiego lotu migracyjnego .

Te motyle są w stanie rozróżniać kolory tylko na podstawie długości fali, a nie na podstawie intensywności; zjawisko to określane jest jako „prawdziwe widzenie kolorów”. Jest to ważne dla wielu zachowań motyli, w tym poszukiwania nektaru do pożywienia, wyboru partnera i znajdowania mleczu do składania jaj. Jedno z badań wykazało, że motyle poszukujące nektaru łatwiej rozpoznają kolor kwiatów z daleka niż kształt kwiatów. Może to być spowodowane tym, że kwiaty mają bardzo kontrastujące kolory z zielonym tłem wegetatywnego krajobrazu. Z drugiej strony kształt liścia jest ważny dla składania jaj, dzięki czemu motyle mogą zapewnić złożenie jaj na troje.

Poza postrzeganiem kolorów, umiejętność zapamiętywania niektórych kolorów jest niezbędna w życiu motyli monarchów. Naukowcy odkryli, że te owady mogą łatwo nauczyć się kojarzyć kolor i, w mniejszym stopniu, kształt z nagrodami w postaci słodkich pokarmów. Podczas poszukiwania nektaru kolor jest pierwszą wskazówką, która zwraca uwagę owada na potencjalne źródło pożywienia, a kształt jest drugorzędną cechą, która promuje ten proces. W poszukiwaniu miejsca do złożenia jaj zamieniają się role koloru i kształtu. Może również istnieć różnica między motylami męskimi i żeńskimi innych gatunków pod względem zdolności uczenia się określonych kolorów; jednak nie ma różnic między płciami w przypadku motyli monarchów.

Lot

Lot Monarch został opisany jako „wolny i płynący”, z szacowaną prędkością lotu 9 km/h (6 mph).

Zaloty i gody

Gody motyla monarchy (wideo)

Zaloty monarchy występują w dwóch fazach. W fazie powietrznej samiec goni i często zmusza samicę do ziemi. W fazie naziemnej motyle kopulują i pozostają przyczepione przez około 30 do 60 minut. Tylko 30% prób krycia kończy się kopulacją, co sugeruje, że samice mogą być w stanie uniknąć krycia, choć niektóre odnoszą większy sukces niż inne. Podczas kopulacji samiec przenosi swój spermatofor na samicę. Wraz ze spermą spermatofor dostarcza samicy pożywienia, co pomaga jej w składaniu jaj. Wzrost wielkości spermatoforów zwiększa płodność samic monarchów. Samce, które wytwarzają większe spermatofory, zapładniają również więcej jajeczek samic.

Kobiety i mężczyźni zazwyczaj łączą się w pary więcej niż jeden raz. Samice, które kilkakrotnie łączą się w pary, składają więcej jaj. Kojarzenie populacji zimujących następuje na wiosnę, przed rozproszeniem. Kojarzenie się jest mniej zależne od feromonów niż inne gatunki w swoim rodzaju. Strategie poszukiwania i chwytania samców mogą wpływać na sukces kopulacyjny, a zmiany w siedlisku wywołane przez człowieka mogą wpływać na aktywność godową monarchów w miejscach zimowania.

Dystrybucja i siedlisko

Sznur monarchów zimujących w kalifornijskim Pismo State Beach Monarch Preserve (2015)
Monarch odlatujący od słonecznika w Meksyku

Zasięg zachodnich i wschodnich populacji D. plexippus plexippus rozszerza się i kurczy w zależności od pory roku. Zasięg jest różny w zależności od obszarów lęgowych, tras migracji i kryjówek zimowych. Jednak nie istnieją żadne różnice genetyczne między zachodnimi i wschodnimi populacjami monarchów; izolacja reprodukcyjna nie doprowadziła do subspecjacji tych populacji, jak ma to miejsce w innych miejscach zasięgu gatunku.

W obu Amerykach monarcha rozciąga się od południowej Kanady po północną Amerykę Południową. Stwierdzono również występowanie na Bermudach , Wyspach Cooka , Hawajach , Kubie i innych karaibskich wyspach Salomona , Nowej Kaledonii , Nowej Zelandii , Papui Nowej Gwinei , Australii , Azorach , Wyspach Kanaryjskich , Maderze , kontynentalnej Portugalii , Gibraltarze , Filipinach i Maroko . Pojawia się w Wielkiej Brytanii od kilku lat jako przypadkowy migrant.

Zimujące populacje D. plexippus plexippus występują w Meksyku, Kalifornii, wzdłuż wybrzeża Zatoki Stanów Zjednoczonych , przez cały rok na Florydzie oraz w Arizonie, gdzie siedlisko ma specyficzne warunki niezbędne do ich przetrwania. Na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych zimują aż do Lago Mar, Virginia Beach w Wirginii . Ich siedlisko zimowania zazwyczaj zapewnia dostęp do strumieni, dużo światła słonecznego (umożliwiającego lot), a także odpowiednią roślinność schronienia i jest stosunkowo wolne od drapieżników.

Zimujące motyle gnieżdżą się na lasach lipowych, wiązach, sumakach, szarańczy, dębach, pomarańczach osage, morwach, orzechach pekan, wierzbach, topoli i mesquites. Podczas rozmnażania siedliska monarchów można znaleźć na polach uprawnych, pastwiskach, pozostałościach prerii, miejskich i podmiejskich obszarach mieszkalnych, ogrodach, drzewach i poboczach dróg – wszędzie tam, gdzie jest dostęp do roślin żywicielskich dla larw.

Larwy roślin żywicielskich

Rośliny żywicielskie używane przez gąsienicę monarchy obejmują:

Kwiatostan z zasypywanie milkweed , jednego z wielu gatunków Asclepias milkweeds które służą jako gospodarzy dla gąsienic monarchy
Gąsienica monarchy w drugim stadium żywiąca się Asclepias fascicularis

Asclepias curassavica , czyli tropikalna troja, jest często sadzona jako roślina ozdobna w ogrodach motyli. Całoroczne nasadzenia w USA są kontrowersyjne i krytykowane, ponieważ mogą być przyczyną nowych miejsc zimowania wzdłuż wybrzeża Zatoki Meksykańskiej, co prowadzi do całorocznego rozrodu monarchów. Uważa się, że wpływa to niekorzystnie na wzorce migracji i powoduje dramatyczne nagromadzenie niebezpiecznego pasożyta, Ophryocystis elektroscirrha . Nowe badania wykazały również, że larwy monarchy hodowane na trojeści tropikalnej wykazują zmniejszony rozwój migracyjny (diapauza reprodukcyjna), a gdy migrujące dorosłe osobniki są narażone na działanie mleczu tropikalnego, stymuluje to wzrost tkanki rozrodczej.

Źródła żywności dla dorosłych

Nektarowanie jeżówki purpurowej ( Echinacea purpurea )
Dorosły monarcha wysysający nektar z Salvia clevelandii

Chociaż larwy jedzą tylko trojeść, dorosłe monarchowie żywią się nektarem wielu roślin, w tym:

Monarchowie uzyskują wilgoć i minerały z wilgotnej gleby i mokrego żwiru, co jest znane jako kałuża błota . Monarcha został również zauważony, jak kałuża na plamie oleju na chodniku.

Migracja

Migrujący monarchowie odpoczywający na sośnie w Fire Island National Seashore na Long Island w stanie Nowy Jork (wrzesień 2021)

W Ameryce Północnej monarchowie corocznie migrują zarówno na północ, jak i południe, w dalekiej podróży, która jest obarczona ryzykiem. Wschodu ludność z Gór Skalistych prób migracji do sanktuariów w Mariposa Monarca Rezerwatu Biosfery w meksykańskim stanie Michoacan i części Florydy. Populacja zachodnia próbuje dotrzeć do miejsc zimowania w różnych miejscach przybrzeżnych w środkowej i południowej Kalifornii . Zimująca populacja tych na wschód od Gór Skalistych może podczas wiosennej migracji dotrzeć aż do Teksasu i Oklahomy . Drugie, trzecie i czwarte pokolenie wiosną powraca do swoich północnych lokalizacji w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie.

Monarchowie wychowani w niewoli wydają się być w stanie migrować do miejsc zimowania w Meksyku, chociaż mają znacznie niższy wskaźnik sukcesu migracyjnego niż dzikie monarchowie (patrz sekcja dotycząca hodowli w niewoli poniżej). W Arizonie odkryto niedawno miejsca zimowania monarchów. Monarchowie ze wschodnich Stanów Zjednoczonych zazwyczaj migrują na większe odległości niż monarchowie z zachodnich Stanów Zjednoczonych.

Interakcje z drapieżnikami

Zarówno w formie gąsienicy, jak i motyla, monarchowie są aposematyczni , odstraszając drapieżniki jaskrawymi kontrastowymi kolorami, aby ostrzec potencjalnych drapieżników o ich niepożądanym smaku i trujących właściwościach. Jeden z badaczy monarchów podkreśla, że ​​drapieżnictwo na jajach, larwach lub postaciach dorosłych jest naturalne, ponieważ monarchowie są częścią łańcucha pokarmowego, dlatego ludzie nie powinni podejmować kroków w celu zabijania drapieżników monarchów.

Larwy żywią się wyłącznie mlekiem i spożywają ochronne glikozydy nasercowe. Poziomy toksyn w gatunkach Asclepias są różne. Nie wszyscy monarchowie są niesmaczne, ale wykazują Batesian lub automimics . Poziom glikozydów nasercowych jest wyższy w brzuchu i skrzydłach. Niektóre drapieżniki potrafią rozróżnić te części i zjadać te najbardziej smaczne.

Chwastów motyli ( A. tuberosa ) brakuje znacznych ilości glikozydów nasercowych (kardenolidów), ale zamiast tego zawiera inne rodzaje toksycznych glikozydów, w tym pregnany . Ta różnica może zmniejszyć toksyczność monarchów, których larwy żywią się tymi gatunkami mlecznych, ponieważ przyrodnicy i inni donieśli, że gąsienice monarchów nie faworyzują rośliny. Niektóre inne mlecz mają podobne cechy.

Rodzaje drapieżników

Podczas gdy monarchowie mają wiele naturalnych drapieżników, żaden z nich nie jest podejrzany o szkodliwość dla całej populacji ani nie jest przyczyną długotrwałego spadku liczebności kolonii zimowych.

Kilka gatunków ptaków nabyło metody, które pozwalają im spożywać monarchy bez doświadczania złych skutków związanych z glikozydami nasercowymi ( kardenolidy ). Wilga jest w stanie jeść monarchę przez egzaptacja jego zachowanie karmienia, która daje mu możliwość identyfikacji kardenolidów przez smaku i je odrzucić. Z drugiej strony, czarnogłowy grubodziób rozwinął niewrażliwość na wtórne trucizny roślinne, co pozwala mu spożywać monarchy bez wymiotów. W rezultacie wilgi i grubodzioby będą okresowo mieć wysoki poziom kardenolidów w swoich ciałach i będą zmuszone do kontynuowania okresów zmniejszonej konsumpcji monarchów. Cykl ten skutecznie zmniejsza potencjalne drapieżnictwo monarchów o 50 procent i wskazuje, że aposematyzm monarchów ma uzasadniony cel. Inne drapieżniki ptaków to thrashers brunatny , wagory , rudziki , kardynały , wróble , sójki zaroślowe i sójki pinyon .

Biała odmiana monarchy pojawiła się w Oahu po wprowadzeniu w latach 1965-1966 dwóch gatunków ptaków bulwiastych , Pycnonotus cafer i Pycnonotus jocosus . Są to obecnie najczęstsze ptaki owadożerne na Hawajach i prawdopodobnie jedyne, które zjadają owady wielkości monarchów. Chociaż hawajskie monarchowie mają niski poziom glikozydów nasercowych, ptaki mogą również tolerować tę toksynę. Oba gatunki polują na larwy i niektóre poczwarki z gałęzi i spodu liści w krzakach mlecznych. Bulbule zjadają również dorosłe osobniki odpoczywające i składające jaja, ale rzadko latające. Ze względu na swój kolor, biała odmiana ma wyższy wskaźnik przeżywalności niż pomarańczowa. Wynika to albo z selekcji apostatycznej (tj. ptaki nauczyły się, że można jeść pomarańczowych monarchów), z powodu kamuflażu (kształt biały pasuje do białego pokwitania mlecznego lub plam światła prześwitującego przez liście) lub dlatego, że biała odmiana nie pasuje do ptasiego wizerunku typowego monarchy, więc jest unikana.

Niektóre myszy, w szczególności mysz czarnoucha ( Peromyscus melanotis ) są w stanie tolerować duże dawki kardenolidów i mogą jeść monarchów. Zimujące osobniki dorosłe stają się z czasem mniej toksyczne, co czyni je bardziej podatnymi na drapieżniki. W Meksyku około 14% zimujących monarchów jest zjadanych przez ptaki i myszy, a myszy z czarnymi uszami zjadają do 40 monarchów na noc.

W Ameryce Północnej jaja i larwy monarchy w pierwszym stadium larwalnym są zjadane przez larwy i osobniki dorosłe wprowadzonego chrząszcza azjatyckiego ( Harmonia axyridis ). Modliszka chińska ( Tenodera sinensis ) zjada larwy po usunięciu jelit, unikając w ten sposób kardenolidów. Drapieżne osy często zjadają larwy, chociaż duże larwy mogą uniknąć drapieżnictwa os, upuszczając je z rośliny lub szarpiąc ich ciała.

Aposematyzm

Struktura chemiczna oleandryny , jednego z glikozydów nasercowych

Monarchy są toksyczne i nieprzyjemne w smaku ze względu na obecność kardenolidów w ich ciałach, które gąsienice połykają, żywiąc się mlekiem. Monarchy i inne owady oporne na kardenolidy polegają na odpornej formie enzymu Na+/K+-ATPazy, aby tolerować znacznie wyższe stężenia kardenolidów niż gatunki nieodporne. Spożywając dużą ilość roślin z rodzaju Asclepias , głównie trojeści , gąsienice monarchy są w stanie sekwestrować glikozydy nasercowe, a dokładniej kardenolidy , które są sterydami, które działają hamująco na serce, podobnie jak naparstnica . Stwierdzono, że monarchowie są w stanie najskuteczniej sekwestrować kardenolidy z roślin o średniej zawartości kardenolidów, a nie o wysokiej lub niskiej zawartości.

Dodatkowe badania wykazały, że różne gatunki trojeści mają różny wpływ na wzrost, zjadliwość i przenoszenie pasożytów. Jeden gatunek, Asclepias curassavica , wydaje się zmniejszać objawy zakażenia Ophryocystis elektroscirrha (OE). Istnieją na to dwa możliwe wyjaśnienia: promuje ogólny stan zdrowia monarchy, aby wzmocnić system odpornościowy monarchy; lub że chemikalia z rośliny mają bezpośredni negatywny wpływ na pasożyty OE. A. curassavica nie leczy ani nie zapobiega zakażeniu OE, po prostu pozwala zarażonym monarchom żyć dłużej, a to pozwoliłoby zakażonym monarchom rozprzestrzeniać zarodniki OE przez dłuższy czas. W przypadku przeciętnego domowego ogrodu motyli ten scenariusz doda tylko więcej OE do lokalnej populacji.

Gdy gąsienica staje się motylem, toksyny przenoszą się do różnych części ciała. Ponieważ wiele ptaków atakuje skrzydła motyla, posiadanie trzykrotnie większej ilości glikozydów nasercowych w skrzydłach powoduje, że drapieżniki mają bardzo nieprzyjemny smak i mogą uniemożliwić im połknięcie ciała motyla. Aby zwalczyć drapieżniki, które usuwają skrzydła tylko po to, by połknąć brzuch, monarchowie trzymają w brzuchu najsilniejsze glikozydy nasercowe.

Mimika

Motyle monarcha (po lewej) i wicekról (po prawej) wykazujące mimikę Müllera

Monarchowie dzielą obronę szkodliwego smaku z podobnie wyglądającym motylem wicekrólem, co jest prawdopodobnie jednym z najbardziej znanych przykładów mimikry . Choć od dawna uważany za przykład mimikry batesowskiej , wicekról jest podobno bardziej niesmaczny niż monarcha, co czyni ten przypadek mimikry Müllera .

Interakcja ludzka

Monarcha jest owad state of Alabama , Idaho , Illinois , Minnesota , w Teksasie , Vermont i Wirginii Zachodniej . Wprowadzono ustawodawstwo, aby uczynić go narodowym owadem Stanów Zjednoczonych, ale nie udało się to w 1989 roku i ponownie w 1991 roku.

Rosnąca liczba właścicieli domów zakłada ogrody motyli; monarchów można przyciągnąć, uprawiając ogród motyli z określonymi gatunkami mlecznych i roślin nektarowych . Trwają starania, aby ustanowić te monarchiczne stacje.

Film IMAX , Lot motyli , opisuje historię Urquhartów , Bruggera i Szlaku, aby udokumentować nieznaną wówczas migrację monarchów do meksykańskich obszarów zimowania.

Sanktuaria i rezerwaty utworzono w miejscach zimowania w Meksyku i Kalifornii, aby ograniczyć niszczenie siedlisk . Witryny te mogą generować znaczne dochody z turystyki. Jednak przy mniejszej turystyce motyle monarchy będą miały wyższy wskaźnik przeżywalności, ponieważ wykazują większą zawartość białka i wyższą wartość odpowiedzi immunologicznej i obrony oksydacyjnej.

Organizacje i osoby prywatne uczestniczą w programach tagowania. Informacje o tagowaniu służą do badania wzorców migracji.

Powieść Barbary Kingsolver z 2012 roku , Flight Behavior , zajmuje się pojawieniem się dużej populacji w Appalachach .

Hodowla w niewoli

Ludzie wchodzą w interakcję z monarchami podczas wychowywania ich w niewoli, co staje się coraz bardziej popularne. Istnieje jednak ryzyko tej kontrowersyjnej działalności. Z jednej strony istnieje wiele pozytywnych aspektów hodowli w niewoli. Monarchy są hodowane w szkołach i wykorzystywane do wypuszczania motyli w hospicjach, uroczystościach upamiętniających i weselach. Nabożeństwa upamiętniające ataki z 11 września obejmują uwolnienie monarchów wyhodowanych w niewoli. Monarchy są wykorzystywane w szkołach i ośrodkach przyrodniczych do celów edukacyjnych. Wielu właścicieli domów wychowuje monarchów w niewoli jako hobby i w celach edukacyjnych.

Z drugiej strony ta praktyka staje się problematyczna, gdy monarchowie są „chowani masowo”. Artykuły w Huffington Post z 2015 roku i Discover Magazine z 2016 roku podsumowały kontrowersje wokół tego wydania.

Częste doniesienia mediów o upadkach monarchów zachęciły wielu właścicieli domów do próby wychowania jak największej liczby monarchów w swoich domach, a następnie wypuszczenia ich na wolność w celu „zwiększenia populacji monarchów”. Niektóre osoby, takie jak w hrabstwie Linn w stanie Iowa , wychowywały jednocześnie tysiące monarchów.

Niektórzy naukowcy-monarchiści nie tolerują praktyki hodowania „dużych” monarchów w niewoli w celu wypuszczenia ich na wolność ze względu na ryzyko problemów genetycznych i rozprzestrzeniania się chorób. Jedną z największych obaw związanych z hodowlą masową jest możliwość rozprzestrzeniania się na wolności pasożyta monarchy, Ophryocystis elektroscirrha . Pasożyt ten może szybko gromadzić się w niewoli monarchów, zwłaszcza jeśli są trzymane razem. Zarodniki pasożyta mogą również szybko zanieczyścić cały sprzęt mieszkalny, tak że wszyscy kolejni monarchowie wychowani w tych samych pojemnikach zostają zakażeni. Jeden z badaczy stwierdził, że wychowanie ponad 100 monarchów stanowi „chów masowy” i nie powinno się tego robić.

Oprócz ryzyka choroby, naukowcy uważają, że te monarchy hodowane w niewoli nie są tak sprawne jak dzikie, ze względu na nienaturalne warunki, w których się wychowują. Właściciele domów często hodują monarchów w plastikowych lub szklanych pojemnikach w swoich kuchniach, piwnicach, werandach itp. ., oraz w sztucznym oświetleniu i kontrolowanych temperaturach. Takie warunki nie naśladują tego, do czego monarchowie są przyzwyczajeni na wolności, i mogą skutkować pojawieniem się dorosłych monarchów, którzy nie pasują do realiów ich dzikiej egzystencji. Na poparcie tego niedawne badanie przeprowadzone przez obywatela-naukowca wykazało, że monarchowie hodowani w niewoli mają niższy wskaźnik powodzenia migracji niż dzikie monarchowie.

Badanie opublikowane w 2019 r. rzuciło światło na przydatność monarchów hodowanych w niewoli, testując hodowane i dzikie monarchy na aparacie do lotu na uwięzi, który oceniał zdolności nawigacyjne. W tym badaniu monarchowie wychowani do dorosłości w sztucznych warunkach wykazali zmniejszenie zdolności nawigacyjnych. Stało się tak nawet z monarchami, którzy zostali sprowadzeni do niewoli na kilka dni. Kilku monarchów hodowanych w niewoli wykazało prawidłową nawigację. Badanie to ujawniło kruchość rozwoju monarchów: jeśli warunki nie są odpowiednie, ich zdolność do prawidłowej migracji może być osłabiona. W tym samym badaniu zbadano również genetykę kolekcji hodowanych monarchów zakupionych od hodowcy motyli i stwierdzono, że różniły się one dramatycznie od dzikich monarchów do tego stopnia, że ​​główny autor opisał je jako „franken-monarchów”.

Nieopublikowane badanie z 2019 r. porównywało zachowanie hodowanych w niewoli i dzikich larw monarchów. Badanie wykazało, że hodowane larwy wykazywały więcej zachowań obronnych niż larwy dzikie. Przyczyna tego jest nieznana, ale może być związana z faktem, że hodowane larwy są często traktowane i/lub niepokojone.

Zagrożenia

W lutym 2015 r. amerykańska Służba ds. Ryb i Dzikiej Przyrody poinformowała o badaniu, z którego wynika, że ​​od 1990 r. z miejsc zimowania motyli zniknął prawie miliard monarchów. użyłem.

Zachodnie populacje monarchów

Populacje zachodnich monarchów od 1997 do 2013 (z danych Xerces Society)

W oparciu o porównanie dwudziestoletnie z 2014 r. liczba zimujących na zachód od Gór Skalistych spadła o ponad 50 procent od 1997 r., a liczba zimujących na wschód od Gór Skalistych spadła o ponad 90 procent od 1995 r. Według Towarzystwa Xerces , populacja monarchów w Kalifornii zmniejszyła się o 86 procent w 2018 roku, z milionów motyli do dziesiątek tysięcy motyli.

Roczne zimowe liczenie Towarzystwa w 2021 r. wykazało znaczny spadek populacji Kalifornii. W jednym miejscu Pacific Grove nie było ani jednego motyla monarchy. Podstawowym wyjaśnieniem tego było zniszczenie siedlisk mlecznych motyli.

Populacje monarchów wschodnich i środkowo-zachodnich

Obszar objęty przez monarchów ( Danaus plexippus , wschodnia populacja migrująca) na ich zimowiskach w Meksyku w latach 1993-2018.

Publikacja z 2016 r. przypisywała dziesięciokrotny spadek liczebności zimującej populacji monarchów wschodnich w poprzedniej dekadzie utracie siedlisk lęgowych i mleczowi. Autorzy publikacji stwierdzili, że istnieje 11%-57% prawdopodobieństwa, że ​​populacja ta wyginie w ciągu najbliższych 20 lat.

Chip Taylor, dyrektor Monarch Watch na Uniwersytecie w Kansas , stwierdził, że siedlisko mleczarstwa na Środkowym Zachodzie „praktycznie zniknęło” z utratą 120-150 milionów akrów. Aby pomóc w walce z tym problemem, Monarch Watch zachęca do zakładania „stacji drogi Monarch”.

Utrata siedlisk spowodowana stosowaniem herbicydów i uprawami modyfikowanymi genetycznie

Spadki liczebności mleczu i populacji monarchów w latach 1999-2010 są skorelowane z przyjęciem kukurydzy i soi, tolerujących herbicydy i genetycznie zmodyfikowanej , które obecnie stanowią 89% i 94% tych upraw w USA, odpowiednio, kukurydza i soja GM są odporne na działanie herbicydu glifosat . Niektórzy ekolodzy przypisują zniknięcie mleczu praktykom rolniczym na Środkowym Zachodzie , gdzie nasiona GM są hodowane w celu przeciwdziałania herbicydom używanym przez rolników do zabijania niechcianych roślin rosnących w pobliżu ich rzędów upraw spożywczych.

W 2015 roku Rada Obrony Zasobów Naturalnych złożyła pozew przeciwko Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA). Rada argumentowała, że ​​agencja zignorowała ostrzeżenia o niebezpieczeństwach używania glifosatu dla monarchów. Jednak badanie z 2018 r. sugeruje, że spadek liczby mleczarzy poprzedza pojawienie się upraw GM.

Straty podczas migracji

Monarchowie Wschodu i Środkowego Zachodu najwyraźniej mają problemy z dotarciem do Meksyku. Wielu badaczy monarchów przytoczyło ostatnie dowody uzyskane z długoterminowych danych naukowych dotyczących obywateli, które pokazują, że liczba rozrodczych (dorosłych) monarchów nie zmniejszyła się w ciągu ostatnich dwóch dekad.

Brak długotrwałych spadków liczby monarchów lęgowych i migrujących, a mimo to wyraźny spadek liczby zimujących osobników, sugeruje, że między tymi etapami życia rośnie rozbieżność. Jeden z badaczy zasugerował, że śmiertelność spowodowana strajkami samochodowymi stanowi coraz większe zagrożenie dla migrujących monarchów. Badanie śmiertelności na drogach w północnym Meksyku, opublikowane w 2019 r., wykazało bardzo wysoką śmiertelność w zaledwie dwóch „gorących punktach” każdego roku, wynoszącą 200 000 zabitych monarchów.

Utrata siedliska zimowania

Powierzchnia lasów meksykańskich, do których migrują monarchowie wschodniego i środkowo-zachodniego, osiągnęła w 2013 roku najniższy poziom od dwóch dekad. Meksykańskie władze środowiskowe nadal monitorować nielegalnego wyrębu z Oyamel drzew. Oyamel jest głównym gatunkiem zimozielonym, na którym zimujące motyle spędzają dużo czasu podczas zimowej diapauzy lub zawieszenia rozwoju.

W badaniu z 2014 r. przyznano, że chociaż „ochrona siedlisk zimujących bez wątpienia przeszła długą drogę w kierunku ochrony monarchów rozmnażających się we wschodniej części Ameryki Północnej”, ich badania wskazują, że utrata siedlisk na terenach lęgowych w Stanach Zjednoczonych jest główną przyczyną obu ostatnich i przewidywane spadki populacji.

Pasożyty

Pasożyty obejmują tachinid leci sturmia convergens i archippivora lespesia . Lesperia - larwy motyli zarażonych pasożytami zawieszają się, ale giną przed przepoczwarczeniem . Robak muchy opada na ziemię, tworzy brązowe poczwarki, a następnie wyłania się jako dorosły.

Osy Pteromalidae , w szczególności Pteromalus cassotis , pasożytują na poczwarkach Monarch. Osy składają jaja w poczwarkach, gdy poczwarka jest jeszcze miękka. Do 400 dorosłych osobników wyłania się z poczwarki po 14-20 dniach, zabijając monarchę.

Bakteria Micrococcus flacidifex danai infekuje również larwy. Tuż przed przepoczwarczeniem larwy migrują na poziomą powierzchnię i umierają kilka godzin później, przyczepione tylko jedną parą odrostów, z bezwładnie zwisającą klatką piersiową i odwłokiem. Wkrótce potem ciało staje się czarne. Bakteria Pseudomonas aeruginosa nie ma zdolności inwazyjnych, ale powoduje wtórne infekcje u osłabionych owadów. Jest częstą przyczyną śmierci owadów hodowanych w laboratorium.

Pierwotniaki Ophryocystis elektroscirrha inny pasożyta monarchy. Infekuje tkanki podskórne i rozmnaża się przez zarodniki powstałe w stadium poczwarki. Zarodniki znajdują się na całym ciele zarażonych motyli, najwięcej na brzuchu. Zarodniki te przechodzą od samicy do gąsienicy , gdy zarodniki ocierają się podczas składania jaj, a następnie są połykane przez gąsienice. Poważnie zakażone osobniki są słabe, niezdolne do rozwinięcia skrzydeł lub wylęgu i mają skróconą długość życia, ale poziomy pasożytów różnią się w populacjach. Inaczej jest w hodowli laboratoryjnej, gdzie po kilku pokoleniach wszystkie osobniki mogą zostać zakażone.

Zakażenie Ophryocystis elektroscirrha powoduje efekt znany jako ubój, w którym migrujące monarchowie, którzy są zakażeni, mają mniejsze szanse na zakończenie migracji. Powoduje to zimowanie populacji o niższym obciążeniu pasożytami. Właściciele komercyjnych hodowli motyli twierdzą, że podejmują kroki w celu kontrolowania tego pasożyta w swoich praktykach, chociaż wielu naukowców badających monarchów wątpi w to twierdzenie.

Pomieszanie roślin żywicielskich

Rośliny jaskółki czarnej ( Cynanchum louiseae ) i jaskółki jasnej ( Cynanchum rossicum ) są problematyczne dla monarchów w Ameryce Północnej. Monarchowie składają jaja na tych pokrewnych rodzimej mleczku winorośli ( Cynanchum laeve ), ponieważ wytwarzają one bodźce podobne do trojeści. Po wykluciu się z jaj gąsienice zostają zatrute przez toksyczność tej inwazyjnej rośliny z Europy.

Klimat

Zmiany klimatyczne jesienią i latem wpływają na rozmnażanie motyli. Opady deszczu i mrozy wpływają na wzrost mleczu. Omar Vidal, dyrektor generalny WWF Meksyku, powiedział: „cyklu życia monarchy zależy od warunków klimatycznych w miejscach, gdzie one rozmnażać. Jaja, larwy i poczwarki rozwijać się szybciej w łagodniejszych warunkach. Temperatury powyżej 35  ° C (95  ° F) może być śmiertelne dla larw, a jaja wysychają w gorących, suchych warunkach, powodując drastyczny spadek szybkości wylęgu." Jeśli temperatura ciała monarchy jest niższa niż 30  ° C (86  ° F), monarcha nie może latać. Aby się rozgrzać, będą siedzieć na słońcu lub gwałtownie drżeć skrzydłami, aby się ogrzać.

Istnieje obawa, że zmiany klimatyczne dramatycznie wpłyną na migrację monarchów. W badaniu z 2015 r. zbadano wpływ ocieplenia temperatury na zasięg lęgowy monarchy i pokazało, że w ciągu najbliższych 50 lat roślina-żywiciel monarchy rozszerzy swój zasięg dalej na północ do Kanady, a monarchowie pójdą za tym. Chociaż rozszerzy to miejsca lęgowe monarchy, wpłynie to również na zwiększenie odległości, jaką monarchowie muszą pokonać, aby dotrzeć do miejsca zimowania w Meksyku, co może skutkować większą śmiertelnością podczas migracji.

Wykazano, że mleczne rośliny uprawiane w podwyższonych temperaturach zawierają wyższe stężenia kardenolidów, przez co liście są zbyt toksyczne dla gąsienic monarchów. Jednak te zwiększone stężenia są prawdopodobnie odpowiedzią na wzrost roślinożerności owadów, co jest również spowodowane podwyższonymi temperaturami. Nie wiadomo zatem, czy podwyższona temperatura powoduje, że trojeść jest zbyt toksyczna dla gąsienic monarchów, gdy inne czynniki nie są obecne. Ponadto stwierdzono, że mlecz uprawiany przy poziomie dwutlenku węgla 760 części na milion (ppm) roślin wytwarza inną mieszankę toksycznych kardenolidów, która jest mniej skuteczna w walce z pasożytami monarchów.

Stan ochrony

Motyl monarcha nie jest obecnie wymieniony w Konwencji o międzynarodowym handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem ( CITES ) ani nie jest chroniony konkretnie na mocy prawa krajowego USA. 14 sierpnia 2014 r. Centrum Różnorodności Biologicznej i Centrum Bezpieczeństwa Żywności złożyły petycję prawną z wnioskiem o ochronę monarchy i jego siedliska ustawą o zagrożonych gatunkach , opartą w dużej mierze na długofalowych trendach obserwowanych na zimowiskach.

Amerykańska Służba ds. Ryb i Dzikiej Przyrody (FWS) wszczęła przegląd statusu motyla monarcha zgodnie z Ustawą o Zagrożonych Gatunkach z terminem przekazania informacji 3 marca 2015 r., później przedłużonym do 2020 r. 15 grudnia 2020 r. FWS orzekł, że dodanie motyla do listy zagrożonych i zagrożonych gatunków było „uzasadnione, ale niemożliwe”, ponieważ musiał poświęcić swoje zasoby 161 gatunkom o wyższym priorytecie.

Liczba monarchów zimujących w Meksyku wykazuje długoterminową tendencję spadkową. Od 1995 r. w okresie zimowym 1996-1997 zasięg wynosił aż 18 hektarów (44 akrów), ale średnio około 6 hektarów (15 akrów). Pokrycie spadło do najniższego punktu do tej pory (0,67 ha (1,66 akrów)) zimą 2013-2014, ale odbiło do 4,01 ha (10 akrów) w latach 2015-2016. Przeciętną populację monarchów w 2016 roku oszacowano na 200 mln. Historycznie średnio jest 300 milionów monarchów. Wzrost w 2016 r. przypisano korzystnym warunkom hodowlanym latem 2015 r. Jednak zasięg spadł o 27% do 2,91 ha (7,19 akrów) zimą 2016–2017. Niektórzy uważają, że było to spowodowane burzą, która miała miejsce w marcu 2016 r. w poprzednim okresie zimowania monarchów, choć wydaje się to mało prawdopodobne, ponieważ większość obecnych badań pokazuje, że rozmiary kolonii zimujących nie przewidują wielkości następnej letniej populacji lęgowej.

W Ontario w Kanadzie motyl monarcha jest wymieniony jako gatunek o szczególnym znaczeniu. Jesienią 2016 r. Komitet ds. Statusu Zagrożonej Dzikiej Przyrody w Kanadzie zaproponował, aby monarcha został wymieniony jako zagrożony w Kanadzie, w przeciwieństwie do jego obecnego wpisu jako „gatunku budzącego obawy” w tym kraju. Ten ruch, po wprowadzeniu w życie, chroniłby krytyczne siedliska monarchów w Kanadzie, takie jak główne obszary jesienne w południowym Ontario, ale miałby również konsekwencje dla naukowców pracujących z monarchami i dla zajęć w klasie. Gdyby monarcha był chroniony federalnie w Kanadzie, działalność ta mogłaby być ograniczona lub wymagać federalnych zezwoleń.

W Nowej Szkocji monarcha jest wymieniony jako zagrożony na poziomie prowincji od 2017 r. Wydaje się, że ta decyzja (podobnie jak decyzja w Ontario) opiera się na założeniu, że spadek liczby zimujących kolonii w Meksyku powoduje zmniejszenie zasięgu lęgowego w Kanadzie. Przeprowadzono dwa ostatnie badania dotyczące długoterminowych trendów w liczebności monarchów w Kanadzie, przy użyciu rekordów atlasu motyli lub badań motyli w nauce obywatelskiej, i żadne z nich nie wykazuje dowodów na spadek populacji w Kanadzie.

Działania ochronne

Chociaż liczba lęgowych monarchów we wschodniej Ameryce Północnej najwyraźniej nie zmniejszyła się, doniesienia o malejącej liczbie zimujących motyli zainspirowały wysiłki na rzecz ochrony gatunku.

Działania federalne

20 czerwca 2014 r. prezydent Barack Obama wydał memorandum prezydenckie zatytułowane „Tworzenie federalnej strategii promowania zdrowia pszczół miodnych i innych owadów zapylających”. W memorandum powołano Grupę Zadaniową ds. Zdrowia Zapylających, której współprzewodniczą Sekretarz Rolnictwa i Administrator Agencji Ochrony Środowiska , i stwierdzało:

Liczba migrujących motyli Monarch spadła do najniższego zarejestrowanego poziomu populacji w latach 2013–2014 i istnieje bezpośrednie ryzyko niepowodzenia migracji.

W maju 2015 roku Zespół Zadaniowy ds. Zdrowia Zapylaczy wydał „Narodową Strategię Promocji Zdrowia Pszczół Miodnych i Innych Zapylaczy”. Strategia określała działania federalne mające na celu osiągnięcie trzech celów, z których dwa to:

• Motyle Monarch: Zwiększenie wschodniej populacji motyla monarchy do 225 milionów motyli zajmujących obszar około 15 akrów (6 hektarów) na zimowiskach w Meksyku, poprzez działania krajowe/międzynarodowe i partnerstwa publiczno-prywatne, do 2020 roku.
• Zapylacz Habitat Acreage: Przywróć lub wzmocnij 7 milionów akrów ziemi dla zapylaczy w ciągu najbliższych 5 lat poprzez działania federalne i partnerstwa publiczno-prywatne.

Wiele z priorytetowych projektów zidentyfikowanych w ramach strategii krajowej skupiało się na korytarzu I-35 , który rozciąga się na długości 1500 mil (2400 km) od Teksasu do Minnesoty. Obszar, przez który przebiega ta autostrada, zapewnia wiosenne i letnie siedliska lęgowe w kluczowym korytarzu migracyjnym monarchów Stanów Zjednoczonych.

Amerykańska Generalna Administracja Usług (GSA) publikuje w swoich dokumentach P100 zestawy wymagań dotyczących wydajności krajobrazu, które wyznaczają standardy dla GSA's Public Buildings Service . Począwszy od marca 2015 r. te wymagania dotyczące wydajności i ich aktualizacje obejmowały cztery główne aspekty projektowania nasadzeń, które mają na celu zapewnienie odpowiednich możliwości żerowania na miejscu dla docelowych zapylaczy. Docelowe zapylacze obejmują pszczoły, motyle i inne pożyteczne owady.

4 grudnia 2015 r. prezydent Obama podpisał ustawę Fixing America's Surface Transportation (FAST) (Pub. L. 114-94). Ustawa FAST położyła nowy nacisk na wysiłki na rzecz wsparcia owadów zapylających. Aby to osiągnąć, ustawa FAST zmieniła tytuł 23 (Autostrady) Kodeksu Stanów Zjednoczonych . Poprawka nakazywała Sekretarzowi Transportu Stanów Zjednoczonych , realizując programy pod tym tytułem we współpracy z zainteresowanymi stanami, aby:

(1) zachęcać do zintegrowanych praktyk zarządzania roślinnością na poboczach dróg i innych praw przejazdu, w tym ograniczonego koszenia; oraz
(2) zachęcać do rozwoju siedlisk i pasz dla motyli monarcha, innych rodzimych zapylaczy i pszczół miodnych poprzez sadzenie rodzimych forb i traw, w tym nieinwazyjnych rodzimych gatunków mlecznych, które mogą służyć jako stacje migracyjne dla motyli i ułatwiać migracje innych zapylaczy .

Ustawa FAST stwierdziła również, że działania mające na celu ustanowienie i poprawę siedlisk zapylaczy, pasz i stacji dróg migracyjnych mogą kwalifikować się do finansowania federalnego, jeśli są związane z projektami transportowymi finansowanymi w ramach tytułu 23.

Amerykański Departament Rolnictwa „s serwisowym Farm pomaga zwiększyć populacje amerykańskie Monarch motyl i innych zapylaczy poprzez jego Conservation Reserve Program ” s State Acres dla przyrody Enhancement (bezpieczną) Initiative . Inicjatywa SAFE zapewnia roczną opłatę za dzierżawę rolnikom, którzy zgadzają się na usunięcie z produkcji rolnej gruntów wrażliwych ekologicznie i sadzą gatunki, które poprawią zdrowie i jakość środowiska. Inicjatywa zachęca między innymi właścicieli gruntów do zakładania terenów podmokłych, traw i drzew w celu tworzenia siedlisk dla gatunków, które US Fish and Wildlife Service uznała za zagrożone lub zagrożone.

Inne akcje

Firmy rolnicze i inne organizacje są proszone o odłożenie obszarów, które pozostają nieopryskane, aby umożliwić monarchom rozmnażanie się. Ponadto podejmowane są krajowe i lokalne inicjatywy mające na celu pomoc w tworzeniu i utrzymywaniu siedlisk zapylaczy wzdłuż korytarzy obejmujących linie energetyczne i drogi. Federal Highway Administration , rządy stanowe i lokalne systemy prawne są zachęcające wydziały autostrady i innych, aby ograniczyć ich stosowanie herbicydów, w celu zmniejszenia koszenie, do pomocy Milkweed się rozwijać i zachęcać monarchów do odtworzenia zasięgu ich prawo-of-sposoby.

Raport Narodowego Programu Badawczego Autostrad Spółdzielczych

W 2020 roku National Cooperative Highway Research Program (NCRHP) przy Transportation Research Board wydał 208-stronicowy raport opisujący projekt, w którym zbadano potencjał korytarzy drogowych w celu zapewnienia siedlisk dla motyli monarcha. W ramach projektu opracowano narzędzia dla zarządców dróg do optymalizacji potencjalnego siedliska motyli monarcha na ich pasach drogowych.

Takie starania są kontrowersyjne, ponieważ ryzyko śmiertelności motyli w pobliżu dróg jest wysokie. Kilka badań wykazało, że pojazdy silnikowe każdego roku zabijają miliony monarchów i innych motyli. Istnieją również dowody na to, że larwy monarchów żyjące w pobliżu dróg doświadczają warunków stresu fizjologicznego, o czym świadczy wzrost tętna.

W raporcie NCRHP przyznano, że wśród innych zagrożeń, drogi stwarzają niebezpieczeństwo kolizji drogowych dla monarchów, stwierdzając, że skutki te wydają się być bardziej skoncentrowane w poszczególnych obszarach lejków podczas migracji. Niemniej jednak w raporcie stwierdzono:

Podsumowując, zagrożenia wzdłuż korytarzy drogowych istnieją dla monarchów i innych zapylaczy, ale w kontekście ilości siedlisk potrzebnych do odtworzenia zrównoważonych populacji, pobocza dróg mają kluczowe znaczenie.

Ogrodnictwo motyli

Monarch waytation w pobliżu miasta Berwyn Heights w hrabstwie Prince George w stanie Maryland (czerwiec 2017)

Chociaż istnieje niewiele badań naukowych na ten temat, powszechnie uważa się , że praktyka ogrodnictwa motyli i tworzenia „stacji monarchicznych” zwiększa populację motyli. Wysiłki zmierzające do przywrócenia upadających populacji monarchów poprzez zakładanie ogrodów motyli i ścieżek monarchów wymagają szczególnej uwagi na preferencje żywieniowe motyli i cykle populacyjne, a także na warunki potrzebne do rozmnażania i utrzymania trojeści.

Na przykład w rejonie Waszyngtonu i gdzie indziej w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych monarchowie wolą rozmnażać się na mleczku zwyczajnym ( A. syriaca ), zwłaszcza gdy jego liście są miękkie i świeże. Ponieważ rozmnażanie monarchów na tym obszarze osiąga szczyt późnym latem, kiedy liście mleczne są stare i twarde, A. syriaca należy skosić lub przyciąć w czerwcu do sierpnia, aby zapewnić, że szybko odrośnie, gdy reprodukcja monarchów osiągnie szczyt. Podobne warunki panują dla efektownej mleczu ( A. speciosa ) w Michigan i dla mleczu zielonego antylopy ( A. viridis ), gdzie rośnie w południowych Great Plains i zachodnich Stanach Zjednoczonych . Ponadto nasiona A. syriaca i niektórych innych mleczarzy wymagają okresów leczenia zimnem ( stratyfikacja na zimno ), zanim wykiełkują.

Aby uchronić nasiona przed wypłukaniem podczas ulewnych deszczy i przed ptakami jedzącymi nasiona, można je przykryć lekką tkaniną lub warstwą mulczu o grubości 13 mm . Jednak ściółka działa jak izolator . Grubsze warstwy ściółki mogą zapobiegać kiełkowaniu nasion, jeśli zapobiegają wystarczająco wzrostowi temperatury gleby po zakończeniu zimy. Co więcej, niewiele sadzonek może przebić się przez grubą warstwę ściółki.

Chociaż gąsienice monarchów żywią się chwastem motylkowym ( A. tuberosa ) w ogrodach motyli, roślina ta ma szorstkie liście i zazwyczaj nie jest intensywnie wykorzystywaną rośliną żywicielską dla gąsienic monarchów. Niski poziom kardenolidów w roślinie może również sprawić, że roślina będzie nieatrakcyjna dla monarchów składających jaja. Chociaż A. tuberosa „s kolorowe kwiaty dostarczają nektaru dla wielu dorosłych motyli, roślina może być mniej odpowiednie do stosowania w ogrodach motyl i waystations monarchy niż inne gatunki milkweed.

Monarchowie rozpłodowi wolą składać jaja na trojeści bagiennej ( A. incarnata ). Jednak A. incarnata jest wczesną rośliną sukcesyjną, która zwykle rośnie na obrzeżach mokradeł i na terenach sezonowo zalewanych. Roślina rozprzestrzenia się powoli przez nasiona, nie rozprzestrzenia się przez rozłogi i ma tendencję do zanikania wraz ze wzrostem gęstości wegetatywnej i wysychaniem siedlisk. Chociaż rośliny A. incarnata mogą przetrwać do 20 lat, większość z nich żyje w ogrodach zaledwie od dwóch do pięciu lat. Gatunek nie toleruje cienia i nie jest dobrym konkurentem wegetatywnym.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki