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每年，當冬季的霜凍和寒冷的空氣開始籠罩美國東北部和加拿大東部時，在這些地區度過夏天的帝王蝶便會開始長達 3,500 公里的旅程，前往墨西哥中部的山區。長期以來，這些昆蟲究竟如何找到通往這一避難所的道路一直讓生物學家們困惑不解。但新的發現可能有助於解開這個謎團。根據本週線上發表在《美國國家科學院院刊》上的一份報告，這些生物似乎是利用太陽進行導航的。
先前的研究暗示，太陽和地球的磁場可能會引導帝王蝶的遷徙。但這些研究中很少有研究在受控環境下檢查蝴蝶的導航能力，而是依賴於對野生動物的觀察。在新研究中，加拿大安大略省金斯頓皇后大學的亨裡克·穆裡森和巴里·弗羅斯特首先建立了一個蝴蝶飛行模擬器。他們將昆蟲固定在透明的有機玻璃圓筒中，從管子的底部吹出輕微的氣流以刺激飛行。然後，為了評估帝王蝶是否會使用其內部時鐘來確定哪個方向是西南方向（通往墨西哥的道路），並透過三角定位來確定太陽的位置，研究人員將一些蝴蝶的晝夜節律在實際時間的前後重置了 6 個小時。當放在陽光明媚的戶外時，晝夜節律沒有改變的蝴蝶始終向西南方向飛行，即使研究人員經常在整個實驗過程中強迫它們改變方向。然而，節律改變的昆蟲則向東南或西北方向飛行，具體取決於它們感知到的時間以及太陽在那時所處的位置——也就是說，由於它們的時鐘發生了偏移，這些帝王蝶錯誤地計算了太陽的實際位置，並朝錯誤的方向飛行。此外，當研究人員在實驗室中模擬陰天條件時，帝王蝶則隨機飛行。即使引入強磁場，蝴蝶也沒有朝任何特定方向飛行。
作者總結道：“透過對蝴蝶進行時鐘偏移而產生的清晰且可預測的方向變化，有力地證明了遷徙的帝王蝶使用時間補償的太陽羅盤。” “這些實驗沒有提供任何證據表明帝王蝶在遷徙過程中使用磁羅盤。”