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數百萬只帝王蝶 (Danaus plexippus) 拍打著脆弱的翅膀，從美國飛往墨西哥一片特定的冷杉林區——距離遠達 4,000 公里——它們是第一次踏上這段旅程。
“它們以前從未去過越冬地，也沒有親屬可以跟隨，”馬薩諸塞大學醫學院的神經生物學家 Steven Reppert 在一份準備好的宣告中說道。
那麼這些昆蟲是如何知道去哪裡的呢？Reppert 說：“蝴蝶遷徙行為的背後一定存在一個遺傳程式。”為了找到更多分子尺度的答案，Reppert 和他的團隊繪製了帝王蝶的基因組草圖，於週三在 Cell 雜誌線上發表。這個擁有 2.73 億鹼基對的基因組是首個蝴蝶基因組，並且比商業家蠶 (Bombyx mori) 的基因組（擁有 4.32 億鹼基對）小得多，也截然不同，這表明鱗翅目動物（包括蝴蝶和蛾子）的快速進化。
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在新的基因組中，研究團隊發現了幾個基因組群，有助於解釋這些昆蟲如何知道去哪裡。與其他已測序的昆蟲相比，蝴蝶在視覺區域具有不同的遺傳模式，這可能有助於它們從太陽中收集線索來指引路線。研究還發現了關於它們的生物鐘與其他動物有何不同的遺傳線索，這可能有助於這些長途飛行者在遷徙過程中對光線做出不同的反應。
Reppert 說：“就基本的大腦過程而言，那些參與長途遷徙導航機制的過程一直難以破譯。剖析帝王蝶長途遷徙的遺傳基礎可能有助於我們理解這些機制，不僅在帝王蝶中，而且更廣泛地在其他遷徙動物中，包括候鳥和海龜中。”
基因組序列還提供了一些見解，解釋了為什麼有些帝王蝶遷徙而另一些不遷徙。儘管是同一物種，但中間世代不會進行長途遷徙。但 Zhan 及其同事寫道，那些註定要遷徙的帝王蝶“壽命顯著增加，腹部脂肪儲存增加，耐寒性增強，並且具有飛往南方的強大驅動力”。研究人員發現，在遺傳圖譜中埋藏著一小組調控分子（microRNA），在那些具有無法治癒的漫遊癖的蝴蝶和那些滿足於留在本地的蝴蝶中，它們的表達方式不同。