Motyl monarchy
|
|
|
|
| Motyl monarcha | |
|---|---|
| Samiec | |
| Samica | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Animalia |
| Gromada: | stawonogi |
| Klasa: | owady |
| Zamówienie: | Lepidoptera |
| Rodzina: | Nymphalidae |
| Rodzaj: | Danaus |
| Gatunek: |
D. plexippus
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Danaus plexippus |
|
|
|
| Synonimy | |
Motyl monarcha lub po prostu monarcha ( Danaus plexippus ) to motyl mleczny ( podrodzina Danainae ) z rodziny Nymphalidae . Inne popularne nazwy, w zależności od regionu, to trojeść , tygrys zwyczajny , wędrowiec i brąz z czarnymi żyłkami . Jest jednym z najbardziej znanych motyli w Ameryce Północnej i kultowym zapylaczem , chociaż nie jest szczególnie skutecznym zapylaczem mleczy. Jego skrzydła mają łatwo rozpoznawalny czarny, pomarańczowy i biały wzór, a rozpiętość skrzydeł wynosi 8,9–10,2 cm (3,5–4,0 cala). Naśladowca Müllera , motyl wicekróla , ma podobny kolor i wzór, ale jest znacznie mniejszy i ma dodatkowy czarny pasek na każdym tylnym skrzydle.
Populacja monarchów we wschodniej Ameryce Północnej wyróżnia się coroczną instynktowną migracją późnym latem / jesienią na południe z północnych i środkowych Stanów Zjednoczonych oraz południowej Kanady na Florydę i Meksyk. Podczas jesiennej migracji monarchowie pokonują tysiące mil, z odpowiednim wielopokoleniowym powrotem na północ wiosną. Zachodnio-północnoamerykańska populacja monarchów na zachód od Gór Skalistych często migruje do miejsc w południowej Kalifornii , ale osobniki znaleziono również na zimujących terenach meksykańskich. W 2009 roku monarchy były hodowane na tzw Międzynarodowa Stacja Kosmiczna , pomyślnie wyłoniła się z poczwarek znajdujących się w Komercyjnym Ogólnym Aparacie Bioprocesowym stacji.
Etymologia
Uważa się, że nazwa „monarcha” została nadana na cześć króla Anglii Wilhelma III , ponieważ głównym kolorem motyla jest drugorzędny tytuł króla, Prince of Orange . Monarcha został pierwotnie opisany przez Karola Linneusza w jego Systema Naturae z 1758 roku i umieszczony w rodzaju Papilio . W 1780 roku Jan Krzysztof Kluk użył monarchy jako gatunku typowego dla nowego rodzaju Danaus .
Danaus ( starogrecki Δαναός ), prawnuk Zeusa , był mitycznym królem Egiptu lub Libii , który założył Argos ; Plexippus ( Πλήξιππος ) był jednym z 50 synów Aegyptusa , brata bliźniaka Danausa. W homeryckiej grece jego imię oznacza „tego, który pogania konie”, czyli „jeźdźca” lub „ woźnicę rydwanu ”. W dziesiątej edycji Systema Naturae u dołu strony 467 Linneusz napisał, że nazwy Danai festivi , oddziału rodzaju, do którego należał Papilio plexippus , wywodzą się od synów Aegyptusa. Linneusz podzielił swój duży rodzaj Papilio , obejmujący wszystkie znane gatunki motyli, na to, co teraz nazwalibyśmy podrodzajami. Danai festivi utworzyło jedną z „podrodzajów” zawierających kolorowe gatunki, w przeciwieństwie do Danai candidi , zawierającej gatunki o jasnych białych skrzydłach. Linneusz napisał: „ Danaorum Candidorum nomina a filiabus Danai Aegypti, Festivorum a filiis mutuatus sunt. (po angielsku: „Imiona Danai candidi pochodzą od córek Danausa, te z Danai festivi od synów Aegyptusa.”).
Robert Michael Pyle zasugerował, że Danaus jest zmaskulinizowaną wersją Danaë (gr. Δανάη ), prawnuczki Danausa, do której Zeus przyszedł jako deszcz złota, co wydawało mu się bardziej odpowiednim źródłem imienia tego motyla.
Taksonomia
Monarchowie należą do podrodziny Danainae z rodziny Nymphalidae . Danainae była wcześniej uważana za odrębną rodzinę Danaidae . Trzy gatunki motyli monarchy to:
- D. plexippus , opisany przez Linneusza w 1758 roku, jest gatunkiem znanym najczęściej jako motyl monarcha Ameryki Północnej. Jego zasięg obejmuje cały świat, w tym Hawaje, Australię, Nową Zelandię, Hiszpanię i wyspy Pacyfiku .
- D. erippus , południowy monarcha, 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 mogły należeć jednocześnie do jednego gatunku. Niektórzy badacze uważają, że południowy monarcha oddzielił się od populacji monarchy jakieś 2 miliony lat temu, pod koniec pliocenu . Poziom mórz był wyższy, a cała nizina Amazonii była rozległą przestrzenią słonawą bagno, które oferowało ograniczone siedlisko motyli.
- D. cleophile , jamajski monarcha, opisany przez Jean-Baptiste Godarta w 1819 r., występuje od Jamajki po Hispaniolę .
Zidentyfikowano sześć podgatunków i dwie odmiany barwne D. plexippus :
-
D str. plexippus – podgatunek nominalny, opisany przez Linneusza w 1758 r., jest podgatunkiem wędrownym znanym z większości obszaru Ameryki Północnej.
- D. pp „form nivosus”, biały monarcha powszechnie spotykany na Oahu na Hawajach i rzadko w innych miejscach.
- D. pp (jeszcze nienazwany) - odmiana kolorystyczna pozbawiona niektórych żyłek na skrzydłach.
- D str. nigrippus ( Richard Haensch , 1909) – Ameryka Południowa - jako forma : Danais [ sic ] archippus f. czarnuch . Hay-Roe i in. w 2007 roku zidentyfikował ten takson jako podgatunek
- D str. megalippe ( Jacob Hübner , [1826]) – podgatunek niemigrujący, występujący od Florydy i Georgii na południe, przez Karaiby i Amerykę Środkową po Amazonkę .
- D str. leucogyne ( Arthur G. Butler , 1884) − St. Thomas
- D str. portoricensis Austin Hobart Clark , 1941 - Puerto Rico
- D str. tobagi Austin Hobart Clark, 1941 - Tobago
Poziom populacji białej odmiany na Oahu zbliża się do 10%. Na innych wyspach hawajskich biała odmiana występuje ze stosunkowo niską częstotliwością. Biali monarchowie ( D. pp „form nivosus”) znajdowano na całym świecie, w tym w Australii, Nowej Zelandii, Indonezji i Stanach Zjednoczonych. Jednak niektórzy taksonomowie nie zgadzają się co do tych klasyfikacji.
Genom
Monarcha był pierwszym motylem, którego genom został zsekwencjonowany. Sekwencja robocza o długości 273 milionów par zasad zawiera zestaw 16 866 genów kodujących białka. Genom zapewnia naukowcom wgląd w zachowania migracyjne, zegar dobowy, szlaki hormonów juwenilnych i mikroRNA, które są różnie wyrażane między monarchami letnimi i wędrownymi. Niedawno opisano genetyczne podstawy migracji monarchów i ostrzegawczego ubarwienia.
Nie istnieje żadne zróżnicowanie genetyczne między populacjami wędrownymi wschodniej i zachodniej Ameryki Północnej. Ostatnie badania zidentyfikowały określone obszary w genomie monarchy, które regulują migrację. Nie widać żadnej różnicy genetycznej między monarchą migrującym a niemigrującym, ale gen jest wyrażany u monarchów migrujących, ale nie u monarchów niemigrujących.
brakowirusów osy w genomie północnoamerykańskiego monarchy, co doprowadziło do artykułów o motylach monarchy jako organizmach zmodyfikowanych genetycznie .
Koło życia
Metamorfoza
Jak wszystkie Lepidoptera, monarchy przechodzą całkowitą metamorfozę ; ich cykl życiowy składa się z czterech faz: jaja, larwy, poczwarki i postaci dorosłej. Monarchowie przechodzą od jaj do dorosłych podczas ciepłych letnich temperatur w ciągu zaledwie 25 dni, rozciągając się nawet na siedem tygodni w chłodnych wiosennych warunkach. Podczas swojego rozwoju zarówno larwy, jak i ich żywiciele trojeści są narażeni na ekstremalne warunki pogodowe, drapieżniki, pasożyty i choroby; zwykle przeżywa mniej niż 10% jaj i gąsienic monarchów.
jajko
Jajo pochodzi z materiałów połkniętych jako larwa oraz ze spermatoforów otrzymanych od samców podczas krycia. Samice monarchy składają jaja pojedynczo, najczęściej wiosną i latem na spodniej stronie młodego liścia trojeści. Samice wydzielają niewielką ilość kleju, aby przymocować jaja bezpośrednio do rośliny. Zwykle składają od 300 do 500 jaj w okresie od dwóch do pięciu tygodni.
Jaja są kremowe lub jasnozielone, jajowate do stożkowatych i mają około 1,2 mm × 0,9 mm (0,047 cala × 0,035 cala). Jaja ważą mniej niż 0,5 mg (0,0077 gr) każde i mają wypukłe grzbiety, które tworzą się wzdłużnie od wierzchołka do podstawy. 1/1000 . Chociaż każde jajo ma masy samicy, może złożyć jaja do swojej masy Samice z wiekiem składają mniejsze jaja. Większe samice składają większe jaja. Liczba jaj składanych przez samicę, które mogą parować kilka razy, może dochodzić do 1180.
Jaja rozwijają się od trzech do ośmiu dni i wykluwają się z nich larwy lub gąsienice . Spożywanie mleczu przez potomstwo jest korzystne dla zdrowia i pomaga chronić je przed drapieżnikami. Monarchowie składają jaja wzdłuż południowej trasy migracji.
Larwa
.jpg)
Larwa (gąsienica) ma pięć stadiów ( stadiów rozwojowych ), linienie na końcu każdego stadium rozwojowego. Stadia rozwojowe trwają około 3 do 5 dni, w zależności od czynników takich jak temperatura i dostępność pożywienia.
Gąsienica w pierwszym stadium rozwojowym, która wyłania się z jaja, jest bladozielona lub szaro-biała, błyszcząca i prawie przezroczysta, z dużą, czarną głową. Brakuje zabarwienia pasmowego lub macek. Larwy lub gąsienice zjadają swoje jajo i zaczynają żerować na trojeści okrężnymi ruchami, często pozostawiając w liściu charakterystyczną, łukowatą dziurę. Starsze larwy w pierwszym stadium rozwojowym mają ciemne paski na zielonkawym tle i rozwijają małe guzki, które później stają się przednimi mackami. Pierwsze stadium rozwojowe ma zwykle długość od 2 do 6 mm (0,079 do 0,236 cala).
Larwa w drugim stadium rozwija charakterystyczny wzór białych, żółtych i czarnych poprzecznych pasów. Larwa ma żółty trójkąt na głowie i dwa zestawy żółtych pasków wokół tego środkowego trójkąta. Nie jest już przezroczysta i pokryta krótkimi szczecinkami . Zaczynają rosnąć pary czarnych macek, większa para na klatce piersiowej i mniejsza para na brzuchu. Drugie stadium rozwojowe ma zwykle od 6 mm (0,24 cala) do 1 cm (0,39 cala) długości.
Larwa w trzecim stadium rozwojowym ma bardziej wyraźne pasma, a dwie pary macek stają się dłuższe. Nogi na klatce piersiowej różnicują się na mniejszą parę w pobliżu głowy i większe pary dalej z tyłu. Larwy w trzecim stadium rozwojowym zwykle żerują ruchem tnącym na krawędziach liści. Trzecie stadium rozwojowe ma zwykle długość od 1 do 1,5 cm (0,39 do 0,59 cala).
Larwa w czwartym stadium rozwojowym ma inny wzór pasm. Rozwija białe plamy na prolegach w pobliżu grzbietu i ma zwykle od 1,5 do 2,5 cm (0,59 do 0,98 cala) długości.
Larwa w piątym stadium rozwojowym ma bardziej złożony wzór prążków i białe kropki na prolegach, 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 (0,98 do 1,77 cala).
Gdy gąsienica kończy swój wzrost, ma 4,5 cm (1,8 cala) długości (duże okazy mogą osiągnąć 5 cm (2,0 cala)) i 7 do 8 mm (0,28 do 0,31 cala) szerokości i waży około 1,5 g (0,053 uncji) w porównaniu z pierwszym stadium rozwojowym, które ma od 2 do 6 mm (0,079 do 0,236 cala) długości i od 0,5 do 1,5 mm (0,020 do 0,059 cala) szerokości. Larwy w piątym stadium rozwojowym znacznie zwiększają rozmiar i wagę. Następnie przestają żerować i często znajdują się daleko od roślin trojeści, gdy szukają miejsca do przepoczwarzenia.
W warunkach laboratoryjnych gąsienice w czwartym i piątym stadium rozwojowym wykazywały oznaki agresywnego zachowania przy mniejszej dostępności pożywienia. Stwierdzono, że zaatakowane gąsienice były atakowane, gdy żerowały na liściach mleczu, a gąsienice atakowały podczas żerowania na mlecz. Pokazuje to agresywne zachowanie gąsienic monarchy ze względu na dostępność trojeści mlecznej.
Poczwarka
Aby przygotować się do stadium poczwarki lub poczwarki , gąsienica wybiera bezpieczne miejsce do przepoczwarzenia, w którym obraca jedwabną podkładkę na poziomej powierzchni skierowanej w dół. W tym momencie odwraca się i pewnie zaczepia ostatnią parą tylnych nóg i zwisa do góry nogami, w kształcie litery J. Po „wisieniu J” przez około 12–16 godzin, wkrótce prostuje swoje ciało i przechodzi w perystaltykę kilka sekund, zanim jego skóra pęknie za głową. Następnie zrzuca skórę na kilka minut, odsłaniając zieloną poczwarkę. Początkowo poczwarka jest długa, miękka i nieco amorficzna, ale w ciągu kilku godzin zagęszcza się w swój charakterystyczny kształt – nieprzezroczystą, bladozieloną poczwarkę z małymi złotymi kropkami u dołu i złoto-czarną obwódką wokół grzbietowej strony blisko góry. Początkowo jego egzoszkielet jest miękki i delikatny, ale twardnieje i staje się trwalszy w ciągu około jednego dnia. W tym momencie ma około 2,5 cm (0,98 cala) długości i 10–12 mm (0,39–0,47 cala) szerokości i waży około 1,2 g (0,042 uncji). W normalnych letnich temperaturach dojrzewa w ciągu 8–15 dni (zwykle 11–12 dni). Na tym etapie poczwarki w środku tworzy się dorosły motyl. Mniej więcej dzień przed pojawieniem się egzoszkielet najpierw staje się przezroczysty, a poczwarka bardziej niebieskawa. W końcu, w ciągu mniej więcej 12 godzin, staje się przezroczysty, odsłaniając czarne i pomarańczowe kolory znajdującego się przed nim motyla zamyka się (wyłania się).
Dorosły
Dorosły osobnik wyłania się z poczwarki po około dwóch tygodniach przepoczwarzenia. Wyłaniający się dorosły wisi do góry nogami przez kilka godzin, podczas gdy pompuje płyny i powietrze do swoich skrzydeł, które rozszerzają się, wysychają i sztywnieją. Motyl następnie wysuwa i chowa skrzydła. Gdy pozwalają na to warunki, lata i żywi się różnymi roślinami nektarowymi. W okresie lęgowym dorosłe osobniki osiągają dojrzałość płciową po 4–5 dniach. Jednak migrujące pokolenie nie osiąga dojrzałości, dopóki nie zakończy się zimowanie.
Rozpiętość skrzydeł dorosłego waha się od 8,9 do 10,2 cm (3,5 do 4,0 cala). Górne strony skrzydeł są płowopomarańczowe, żyłki i brzegi są czarne, a na brzegach występują dwie serie małych białych plamek. Przednie skrzydła monarchy mają również kilka pomarańczowych plam w pobliżu końcówek. Spodnia strona skrzydeł jest podobna, ale końcówki przednich i tylnych skrzydeł są żółtobrązowe zamiast płowopomarańczowych, a białe plamy są większe. Kształt i kolor skrzydeł zmieniają się na początku migracji i wydają się bardziej czerwone i wydłużone niż późniejsi migranci. Rozmiar i kształt skrzydeł różnią się między monarchami wędrownymi i niemigrującymi. Monarchowie ze wschodniej Ameryki Północnej mają większe i bardziej kanciaste przednie skrzydła niż monarchowie z zachodniej populacji.
We wschodnich populacjach Ameryki Północnej 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, jak się uważa, 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.
Dorosłe osobniki wykazują dymorfizm płciowy . Samce są nieco większe niż samice i mają czarną plamkę na żyłce na każdym tylnym skrzydle. Plamy zawierają łuski, które wytwarzają feromony , których wiele Lepidoptera używa podczas zalotów. Samice są często ciemniejsze od samców i mają szersze żyły na skrzydłach. Końce odwłoków samców i samic różnią się kształtem.
Klatka piersiowa dorosłego ma sześć nóg, ale podobnie jak u wszystkich Nymphalidae, przednie kończyny są małe i przylegają do ciała. Motyl używa tylko środkowych i tylnych nóg podczas chodzenia i lgnięcia.
Dorosłe osobniki żyją zwykle 2–5 tygodni w okresie lęgowym. Larwy rosnące w dużych zagęszczeniach są mniejsze, mają mniejszą przeżywalność i ważą mniej jako osobniki dorosłe w porównaniu z larwami rosnącymi w niższych zagęszczeniach.
Wizja
Eksperymenty fizjologiczne sugerują, że motyle monarchy postrzegają świat przez system tetrachromatyczny. Podobnie jak ludzie , ich siatkówka zawiera trzy rodzaje białek opsyny, wyrażane w różnych komórkach fotoreceptorów, z których każda pochłania światło o innej długości fali. W przeciwieństwie do ludzi, jeden z tych typów komórek fotoreceptorowych odpowiada długości fali w ultrafioletu ; pozostałe dwa odpowiadają niebieskiemu i zielonemu.
Oprócz tych trzech komórek fotoreceptorów w głównej siatkówce, oczy motyla monarchy zawierają pomarańczowe pigmenty filtrujące, które filtrują światło docierające do niektórych pochłaniających zieleń opsyn, czyniąc w ten sposób czwartą komórkę fotoreceptorową wrażliwą na światło o większej długości fali. Połączenie przefiltrowanych i niefiltrowanych zielonych opsyny pozwala motylom odróżnić kolor żółty od pomarańczowego. Białko opsyny w ultrafiolecie wykryto również w obszarze grzbietowej krawędzi oczu monarchy. Jedno z badań sugeruje, że umożliwia to motylom wykrywanie świetlików spolaryzowanych w ultrafiolecie, aby zorientować się ze słońcem podczas ich długiego lotu migracyjnego .
Te motyle są w stanie rozróżniać kolory tylko na podstawie ich długości fali, a nie na podstawie intensywności; zjawisko to nazywane jest „widzeniem prawdziwych kolorów”. Jest to ważne dla wielu zachowań motyli, w tym poszukiwania nektaru do pożywienia, wyboru partnera i znajdowania trojeści, na których można złożyć jaja. Jedno z badań wykazało, że motyle szukające nektaru łatwiej rozpoznają kolor kwiatów z odległości niż kształt kwiatu. Może to być spowodowane tym, że kwiaty mają bardzo kontrastujące kolory z zielonym tłem wegetatywnego krajobrazu. Z drugiej strony kształt liści jest ważny dla składania jaj, aby motyle mogły zapewnić składanie jaj na trojeści.
Oprócz postrzegania kolorów, zdolność zapamiętywania pewnych kolorów jest niezbędna w życiu motyli monarchy. Owady te mogą łatwo nauczyć się kojarzyć kolor i, w mniejszym stopniu, kształt z słodkimi nagrodami żywieniowymi. Podczas poszukiwania nektaru , kolor jest pierwszą wskazówką, która zwraca uwagę owada na potencjalne źródło pożywienia, a kształt jest drugorzędną cechą, która sprzyja temu procesowi. Podczas poszukiwania miejsca do złożenia jaj następuje zamiana ról koloru i kształtu. Ponadto może istnieć różnica między samcami i samicami motyli innych gatunków pod względem zdolności uczenia się określonych kolorów; jednak nie odnotowano różnic między płciami w przypadku motyli monarchów.
Zaloty i krycie
Zaloty monarchy przebiegają w dwóch fazach. W fazie powietrznej samiec ściga samicę i często zmusza ją do upadku na ziemię. 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 uniknąć krycia, chociaż niektóre odnoszą większy sukces niż inne. Podczas kopulacji samiec przenosi swój spermatofor na samicę. Razem ze spermą , spermatofor zapewnia samicy pożywienie, które pomaga jej w składaniu jaj. Wzrost wielkości spermatoforów zwiększa płodność żeńskich monarchów. Samce, które wytwarzają większe spermatofory, zapładniają również więcej jajeczek samic.
Samice i samce zazwyczaj kojarzą się więcej niż raz. Samice, które łączą się w pary kilka razy, składają więcej jaj. Krycie zimujących populacji odbywa się wiosną, przed rozproszeniem. Krycie jest mniej zależne od feromonów niż u innych gatunków z tego rodzaju. Strategie poszukiwania i chwytania samców mogą wpływać na sukces kopulacyjny, a zmiany siedliska wywołane przez człowieka mogą wpływać na aktywność godową monarchy w miejscach zimowania.
Dystrybucja i siedlisko
Zasięg zachodniej i wschodniej populacji D. p. plexippus rozszerza się i kurczy w zależności od pory roku. Zasięg różni się 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 podspecjacji tych populacji, jak to miało miejsce w innych miejscach w zasięgu gatunku.
W obu Amerykach monarcha rozciąga się od południowej Kanady po północną Amerykę Południową. Występuje również na Bermudach , Wyspach Cooka , Hawajach, Kubie i innych wyspach 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 za kilka lat jako przypadkowy migrant.
Zimujące populacje D. p. plexippus występują w Meksyku, Kalifornii, wzdłuż wybrzeża Zatoki Perskiej w Stanach Zjednoczonych , przez cały rok na Florydzie iw Arizonie, gdzie siedlisko ma specyficzne warunki niezbędne do ich przetrwania. Na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych zimowały aż do Lago Mar w Virginia Beach w Wirginii . Ich siedlisko zimowania zazwyczaj zapewnia dostęp do strumieni, dużo światła słonecznego (umożliwiającego temperaturę ciała umożliwiającą lot) oraz odpowiednią roślinność grzędową i jest stosunkowo wolne od drapieżników.
Zimujące, gnieżdżące się motyle obserwowano na lipach, wiązach, sumakach, szarańczy, dębach, pomarańczach, morwach, pekanach, wierzbach, topolach i mesquitach. 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 larw.
Larwy roślin żywicielskich
Rośliny żywicielskie używane przez gąsienicę monarchy obejmują:
- Asclepias angustifolia – mlecz z Arizony
- Asclepias albicans – trojeść biała
- Asclepias asperula – trojeść rogowa antylopy
- Asclepias californica – trojeść kalifornijska
- Asclepias cordifolia - trojeść sercowata
- Asclepias curassavica
- Asclepias eriocarpa - mlecz wełnisty strąkowy
- Asclepias erosa – trojeść pustynna
- Asclepias exaltata - szturcha mlecz
- Asclepias fascicularis - meksykańska trojeść okółkowa
- Asclepias humistrata - trojeść piaskowata / sosnowa
- Asclepias incarnata – trojeść bagienna
- Asclepias linaria – trojeść sosnowa
- Asclepias nivea – trojeść karaibska
- Asclepias oenotheroide – trojeść zizotes
- Asclepias perennis – trojeść wodna
- Asclepias speciosa - efektowny mlecz
- Asclepias subulata – trojeść sitowa
- Asclepias syriaca – trojeść pospolita
- Asclepias tuberosa – chwast motyli
- Asclepias variegata – mlecz biały
- Asclepias verticillata - trojeść okółkowa
- Asclepias vestita - mlecz włochaty
- Asclepias viridis - trojeść zielony antylopehorn
- Calotropis gigantea – kwiat korony
- Calotropis procera
- Cynanchum laeve - trojeść piaskowa
- Sarcostemma clausa - biała winorośl
Asclepias curassavica , czyli mlecz tropikalny, jest często sadzona jako roślina ozdobna w ogrodach motyli. Całoroczne nasadzenia w USA są kontrowersyjne i krytykowane, ponieważ mogą być przyczyną nowych zimowisk wzdłuż wybrzeża Zatoki Meksykańskiej, prowadząc do całorocznej hodowli monarchów. Uważa się, że niekorzystnie wpływa to na wzorce migracji i powoduje dramatyczne nagromadzenie się niebezpiecznego pasożyta, Ophryocystis elektroscirrha . Nowe badania wykazały również, że larwy monarchy hodowane na tropikalnym mleczu wykazują zmniejszony rozwój migracyjny (diapauza reprodukcyjna), a kiedy migrujące dorosłe osobniki są narażone na tropikalny trojeść, stymuluje to wzrost tkanki rozrodczej.
Źródła pokarmu dla dorosłych
Chociaż larwy jedzą tylko mlecz, dorosłe monarchy żywią się nektarem wielu roślin, w tym:
- Apocynum cannabinum – konopie indyjskie
- Asclepias spp. - mlecz
- Aster Sp. – astry
- Cirsium sp. – oset
- Daucus carota – dzika marchew
- Dipsacus sylvestris – szczeć
- jeżówka sp. – jeżówka
- Erigeron canadensis – skrzyp
- Eupatorium maculatum - cętkowany chwast Joe-Pye
- Eupatorium perfoliatum – kość pospolita
- Hesperis matronalis - rakieta damy
- Liatris sp. – płonące gwiazdy
- Medicago sativa – lucerna
- Solidago Sp. – nawłoci
- Syringa vulgaris – liliowy
- Trifolium pratense – koniczyna czerwona
- Vernonia altissima - wysoki żelazisty
Monarchowie pozyskują wilgoć i minerały z wilgotnej gleby i mokrego żwiru, zachowanie znane jako kałuże błotne . Monarcha został również zauważony, robiąc kałużę na plamie oleju na chodniku.
Lot i migracja
W Ameryce Północnej monarchowie co roku migrują zarówno na północ, jak i na południe, w dalekiej podróży, która jest obarczona ryzykiem. Jest to migracja wielopokoleniowa, w której poszczególni monarchowie biorą udział tylko w części pełnej podróży. Populacja na wschód od Gór Skalistych próbuje migrować do sanktuariów Rezerwatu Biosfery Mariposa Monarca w meksykańskim stanie Michoacán i części Florydy. Populacja zachodnia stara się dotrzeć do zimowania miejsc docelowych w różnych miejscach przybrzeżnych w środkowej i południowej Kalifornii. Zimująca populacja mieszkańców na wschód od Gór Skalistych może podczas wiosennej migracji dotrzeć tak daleko na północ, jak Teksas i Oklahoma . Drugie, trzecie i czwarte pokolenie wiosną wracają do swoich północnych lokalizacji w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie.
Wydaje się, że monarchowie wychowani w niewoli są zdolni do migracji do zimujących miejsc w Meksyku, chociaż mają znacznie niższy wskaźnik sukcesu migracji niż dzikie monarchy (patrz sekcja dotycząca hodowli w niewoli poniżej). Niedawno w Arizonie odkryto miejsca zimowania Monarch. Monarchowie ze wschodnich Stanów Zjednoczonych zazwyczaj migrują na większe odległości niż monarchowie z zachodnich Stanów Zjednoczonych.
Od XIX wieku monarchowie rozprzestrzenili się po całym świecie, a obecnie na całym świecie istnieje wiele populacji niemigrujących.
Prędkości lotu dorosłych wynoszą około 9 km / h (6 mil / h).
Interakcje z drapieżnikami
Zarówno w postaci gąsienic, jak i motyli, monarchy są aposematyczne , odpierając drapieżniki jaskrawym pokazem kontrastujących kolorów, aby ostrzec potencjalnych drapieżników o ich niepożądanym smaku i trujących właściwościach. Jeden z badaczy monarchów podkreśla, że żerowanie na jajach, larwach lub osobnikach dorosłych jest naturalne, ponieważ monarchy są częścią łańcucha pokarmowego, dlatego ludzie nie powinni podejmować działań zmierzających do zabijania drapieżników monarchów.
Larwy żywią się wyłącznie mleczem mlecznym i spożywają ochronne glikozydy nasercowe. Poziomy toksyn w Asclepias są różne. Nie wszyscy monarchowie są niesmaczni, ale wykazują cechy Batesa lub automimiki . Stężenie glikozydów nasercowych jest wyższe w jamie brzusznej i skrzydłach. Niektóre drapieżniki potrafią rozróżnić te części i zjadać te najsmaczniejsze.
Ziele motyla ( A. tuberosa ) nie zawiera 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 tym gatunkiem trojeści mlecznej, ponieważ przyrodnicy i inni donoszą, że gąsienice monarchy nie faworyzują tej rośliny. Niektóre inne mlecze mają podobne cechy.
Rodzaje drapieżników
Chociaż monarchowie mają szeroką gamę naturalnych drapieżników, żaden z nich nie jest podejrzewany o wyrządzanie szkody całej populacji ani nie jest przyczyną długoterminowego spadku wielkości kolonii zimowych.
Kilka gatunków ptaków nabyło metody, które pozwalają im połykać monarchy bez doświadczania złych skutków związanych z glikozydami nasercowymi ( kardenolidami ). Wilga czarnogrzbieta jest w stanie zjeść monarchę poprzez egzaptację jego zachowania żywieniowego, która daje jej zdolność rozpoznawania kardenolidów na podstawie smaku i odrzucania ich. Grosbeak czarnogłowy rozwinął jednak niewrażliwość na wtórne trucizny roślinne, co pozwala mu połykać monarchy bez wymiotów. W rezultacie te wilgi i grubodzioby mają okresowo wysoki poziom kardenolidów w swoich ciałach i są zmuszone do przebywania w okresach zmniejszonej konsumpcji monarchów. Cykl ten skutecznie zmniejsza potencjalne drapieżnictwo monarchów o 50% i wskazuje, że aposematyzm monarchów ma uzasadniony cel. Grubodziób czarnogłowy również wyewoluował mutacje oporności w molekularnym celu trucizn serca, pompie sodowej. Specyficzne mutacje, które wyewoluowały w jednej z czterech kopii genu pompy sodowej grubodzioba, są takie same, jak te znalezione u innych motyli mlecznych, takich jak wrona zwyczajna, która również wyewoluowała, by być odporna na glikozydy nasercowe. Inne drapieżniki ptaków to m.in thrashery brunatne , grackles , rudziki , kardynały , wróble , sójki zaroślowe i sójki sosnowe .
odmiana monarchy pojawiła się na Oahu po wprowadzeniu w latach 1965–1966 dwóch gatunków ptaków bulwiastych , Pycnonotus cafer i Pycnonotus jocosus . Są to obecnie najczęstsze owadożerne ptaki na Hawajach i prawdopodobnie jedyne, które jedzą owady tak duże jak monarchy. Chociaż hawajskie monarchy mają niski poziom glikozydów nasercowych, ptaki mogą być również tolerancyjne tej toksyny. Oba gatunki polują na larwy i niektóre poczwarki z gałęzi i spodów liści w krzakach trojeści. Bulbule zjadają również odpoczywające i składające jaja dorosłe osobniki, ale rzadko latające. Ze względu na swój kolor biała odmiana ma wyższy wskaźnik przeżywalności niż pomarańczowa. Dzieje się tak albo z powodu doboru apostatycznego (tj. ptaki nauczyły się, że pomarańczowe monarchy można jeść), z powodu kamuflażu (biała odmiana pasuje do białego pokwitania mleczu lub plam światła prześwitujących przez liście) lub dlatego, że biała odmiana nie pasuje do poszukiwanego przez ptaka obrazu typowego monarchy, więc w ten sposób unika się jej.
Niektóre myszy, zwłaszcza mysz czarnoucha ( Peromyscus melanotis ), podobnie jak wszystkie gryzonie, są w stanie tolerować duże dawki kardenolidów i są w stanie zjadać monarchy. Zimujące dorosłe osobniki stają się z czasem mniej toksyczne, co czyni je bardziej podatnymi na ataki drapieżników. W Meksyku około 14% zimujących monarchów jest zjadanych przez ptaki i myszy, a myszy czarnouchy mogą zjeść do 40 monarchów na noc.
W Ameryce Północnej jaja i larwy monarchy w pierwszym stadium rozwojowym są zjadane przez larwy i osobniki dorosłe wprowadzonej biedronki azjatyckiej ( Harmonia axyridis ). Modliszka chińska ( Tenodera sinensis ) zjada larwy po usunięciu jelita, unikając w ten sposób kardenolidów. Drapieżne osy zwykle zjadają larwy, chociaż duże larwy mogą uniknąć drapieżnictwa os, spadając z rośliny lub szarpiąc ciałem.
aposematyzm
Monarchy są toksyczne i mają obrzydliwy smak z powodu obecności w ich ciałach kardenolidów, które gąsienice połykają, żywiąc się mleczem. Monarchowie i inne owady odporne na kardenolidy polegają na odpornej postaci enzymu Na + / K + -ATPazy, aby tolerować znacznie wyższe stężenia kardenolidów niż gatunki nieodporne. Spożywając dużą ilość roślin z rodzaju Asclepias , głównie trojeści mlecznej, gąsienice monarchy są w stanie sekwestrować glikozydy nasercowe, a dokładniej kardenolidy , które są sterydami, które działają podobnie jak naparstnica. . Stwierdzono, że monarchowie są w stanie najskuteczniej sekwestrować kardenolidy z roślin o średniej zawartości kardenolidu, a nie z roślin o wysokiej lub niskiej zawartości. Stwierdzono, że trzy mutacje, które wyewoluowały w Na+/K+-ATPazie monarchy, łącznie wystarczają do nadania oporności na dietetyczne glikozydy nasercowe. Zostało to przetestowane poprzez zamianę tych mutacji na ten sam gen u muszki owocowej Drosophila melanogaster przy użyciu edycji genomu CRISPR-Cas9 . Te muszki owocowe, które stały się muszkami monarchy, były całkowicie odporne na dietetyczną ouabainę , glikozyd nasercowy znajdujący się w Apocynaceae , a nawet sekwestrował niektóre przez metamorfozę, jak monarcha.
Różne gatunki mleczu mają różny wpływ na wzrost, zjadliwość i przenoszenie pasożytów. Jeden gatunek, Asclepias curassavica , wydaje się zmniejszać objawy zakażenia Ophryocystis elektroscirrha (OE). Dwa możliwe wyjaśnienia tego obejmują to, że promuje ogólny stan zdrowia monarchy w celu wzmocnienia układu odpornościowego 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 zainfekowanym monarchom żyć dłużej, a to pozwoliłoby zainfekowanym monarchom na rozprzestrzenianie zarodników OE przez dłuższe okresy. W przypadku przeciętnego domowego ogrodu motyli ten scenariusz dodaje tylko więcej OE do lokalnej populacji.
Gdy gąsienica przekształci się w motyla, toksyny przenoszą się do różnych części ciała. Ponieważ wiele ptaków atakuje skrzydła motyla, posiadanie trzykrotności glikozydów nasercowych w skrzydłach powoduje, że drapieżniki mają bardzo nieprzyjemny smak i mogą uniemożliwić im połknięcie ciała motyla. Aby walczyć z drapieżnikami, które usuwają skrzydła tylko po to, by połknąć brzuch, monarchowie trzymają w brzuchu najsilniejsze glikozydy nasercowe.
Mimika
Monarchowie dzielą obronę szkodliwego smaku z podobnie wyglądającym motylem namiestnikiem , co jest prawdopodobnie jednym z najbardziej znanych przykładów mimikry . Chociaż od dawna uważany za przykład mimikry Batesa , wicekról jest podobno bardziej niesmaczny niż monarcha, co czyni ten przypadek mimikrą Müllera .
Interakcja międzyludzka
Monarcha jest owadem stanowym Alabamy , Idaho , Illinois , Minnesoty , Teksasu , Vermont i Wirginii Zachodniej . Wprowadzono ustawodawstwo, aby uczynić go narodowym owadem Stanów Zjednoczonych, ale nie udało się to w 1989 i ponownie w 1991.
Właściciele domów coraz częściej zakładają ogrody motyli; monarchów można przyciągnąć, uprawiając ogród motyli z określonymi gatunkami trojeści i roślin nektarowych. Trwają starania, aby ustanowić te stacje monarchy.
Film IMAX , Flight of the Butterflies , opisuje historię Urquharts , Brugger i Trail , aby udokumentować nieznaną wówczas migrację monarchów na meksykańskie obszary zimujące.
W miejscach zimujących w Meksyku i Kalifornii utworzono sanktuaria i rezerwaty, aby ograniczyć niszczenie siedlisk . Miejsca te mogą generować znaczne dochody z turystyki. Jednak przy mniejszej liczbie turystów 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 znakowaniu służą do badania wzorców migracji.
Powieść Barbary Kingsolver z 2012 roku , Flight Behaviour , dotyczy fikcyjnego wyglądu dużej populacji w Appalachach .
Hodowla w niewoli
Ludzie wchodzą w interakcje z monarchami, wychowując ich w niewoli, która staje się coraz bardziej popularna. Jednak w tej kontrowersyjnej działalności występuje ryzyko. Z jednej strony chów w niewoli ma wiele pozytywnych aspektów. Monarchy są hodowane w szkołach i wykorzystywane do wypuszczania motyli w hospicjach, na imprezach upamiętniających i weselach. Usługi 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 hoduje monarchy w niewoli jako hobby i w celach edukacyjnych.
Z drugiej strony praktyka ta staje się problematyczna, gdy monarchowie są „masowo hodowani”. Historie w Huffington Post w 2015 roku i magazynie Discover w 2016 roku podsumowały kontrowersje wokół tej kwestii.
Częste doniesienia medialne o upadku monarchów zachęciły wielu właścicieli domów do prób wyhodowania jak największej liczby monarchów w swoich domach, a następnie wypuszczenia ich na wolność w celu „zwiększenia populacji monarchów”. Niektóre osobniki, na przykład w hrabstwie Linn w stanie Iowa , wychowały jednocześnie tysiące monarchów.
Niektórzy naukowcy zajmujący się monarchami nie akceptują praktyki hodowania „dużej” liczby monarchów w niewoli w celu wypuszczenia na wolność ze względu na ryzyko problemów genetycznych i rozprzestrzeniania się chorób. Jednym z największych problemów związanych z masową hodowlą jest możliwość rozprzestrzeniania się pasożyta monarchy, Ophryocystis elektroscirrha , w dzicz. Pasożyt ten może szybko rozmnażać się u trzymanych w niewoli monarchów, zwłaszcza jeśli są trzymane razem. Zarodniki pasożyta mogą też szybko zanieczyścić całe wyposażenie inwentarza, tak że zarażeniu ulegają następnie wszystkie kolejne monarchy hodowane w tych samych pojemnikach. Jeden z badaczy stwierdził, że hodowla ponad 100 monarchów stanowi „hodowlę masową” i nie należy tego robić.
Oprócz ryzyka związanego z chorobami, naukowcy uważają, że te hodowane w niewoli monarchy nie są tak sprawne jak dzikie ze względu na nienaturalne warunki, w których są hodowane. Właściciele domów często hodują monarchy w plastikowych lub szklanych pojemnikach w swoich kuchniach, piwnicach, werandach itp. Oraz przy sztucznym oświetleniu i kontrolowanych temperaturach. Takie warunki nie naśladowałyby tego, do czego monarchowie są przyzwyczajeni na wolności, i mogą skutkować dorosłymi, którzy nie są przystosowani do realiów ich dzikiej egzystencji. Na poparcie tego niedawne badanie przeprowadzone przez naukowca obywatelskiego wykazało, że monarchowie hodowani w niewoli mają niższy wskaźnik powodzenia migracji niż dzicy monarchowie.
Badanie z 2019 r. rzuciło światło na kondycję monarchów hodowanych w niewoli, testując hodowane i dzikie monarchy na aparacie do lotu na uwięzi, który oceniał zdolności nawigacyjne. W tym badaniu monarchowie hodowani do dorosłości w sztucznych warunkach wykazali zmniejszenie zdolności nawigacyjnych. Stało się tak nawet w przypadku monarchów, którzy zostali sprowadzeni do niewoli z dziczy na kilka dni. Kilku monarchów hodowanych w niewoli wykazało się właściwą nawigacją. Badanie to ujawniło kruchość rozwoju monarchy; jeśli warunki nie są odpowiednie, ich zdolność do prawidłowej migracji może być ograniczona. 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-monarchowie”.
W niepublikowanym badaniu z 2019 roku porównano zachowanie larw monarchy hodowanych w niewoli z dzikimi. Badanie wykazało, że hodowane larwy wykazywały bardziej obronne zachowania niż larwy dzikie. Przyczyna tego nie jest znana, ale może mieć związek z faktem, że hodowane larwy są często dotykane i/lub niepokojone.
Groźby
W lutym 2015 r. US Fish and Wildlife Service poinformowało o badaniu, które wykazało, że od 1990 r. Prawie miliard monarchów zniknęło z zimowisk motyli. Agencja przypisała upadek monarchy częściowo utracie mleczu spowodowanej przez herbicydy, które rolnicy i właściciele domów użyłem.
Populacje zachodnich monarchów
Na podstawie 20-letniego porównania z 2014 r. liczba zimujących na zachód od Gór Skalistych spadła o ponad 50% od 1997 r., a liczba zimujących na wschód od Gór Skalistych spadła o ponad 90% od 1995 r. Według Towarzystwa Xerces , populacja monarchów w Kalifornii spadła o 86% w 2018 r., przechodząc z milionów motyli do dziesiątek tysięcy motyli.
Coroczne zimowe liczenie towarzystwa w latach 2020–2021 wykazało znaczny spadek populacji Kalifornii. W jednym Pacific Grove nie było ani jednego motyla monarchy. Głównym wyjaśnieniem tego było zniszczenie siedlisk trojeści motyla. Uważa się, że ta konkretna populacja obejmuje mniej niż 2000 osobników od 2022 r.
Wschodnie i środkowo-zachodnie populacje monarchów
W publikacji z 2016 r. 90% spadek liczby zimujących populacji wschodnich monarchów w poprzedniej dekadzie przypisywano utracie siedlisk lęgowych i trojeści. Autorzy publikacji stwierdzili, że istnieje 11–57% prawdopodobieństwo, że populacja ta prawie wyginie w ciągu najbliższych 20 lat.
Chip Taylor, dyrektor Monarch Watch na University of Kansas , stwierdził, że siedlisko trojeści na Środkowym Zachodzie „praktycznie zniknęło”, a 120–150 milionów akrów zostało utraconych. Aby pomóc w walce z tym problemem, Monarch Watch zachęca do sadzenia „Monarch Waystations”.
Utrata siedlisk spowodowana stosowaniem herbicydów i uprawami modyfikowanymi genetycznie
Spadki liczebności trojeści mlecznej i populacji monarchów w latach 1999-2010 są skorelowane z przyjęciem genetycznie zmodyfikowanej (GM) kukurydzy i soi odpornej na herbicydy, które obecnie stanowią odpowiednio 89% i 94% tych upraw w USA kukurydza GM i soja są odporne na działanie herbicydu glifosatu . Niektórzy obrońcy przyrody przypisują zniknięcie trojeści mlecznej praktykom rolniczym na Środkowym Zachodzie , gdzie hoduje się nasiona GM , aby były odporne na herbicydy, których rolnicy używają 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 związanych ze stosowaniem glifosatu dla monarchów. Jednak badanie z 2018 roku sugeruje, że spadek liczby trojeści poprzedza pojawienie się upraw GM.
Straty podczas migracji
Najwyraźniej monarchowie ze wschodu i środkowego zachodu mają problemy z dotarciem do Meksyku. Wielu badaczy monarchów przytoczyło ostatnie dowody uzyskane z długoterminowych danych z badań obywatelskich, które pokazują, że liczba rozmnażających się (dorosłych) monarchów nie spadła w ciągu ostatnich dwóch dekad.
Brak długoterminowych spadków liczby monarchów lęgowych i wędrownych, a jednocześnie wyraźne spadki liczby zimujących, sugeruje rosnącą rozbieżność między tymi etapami życia. Jeden z badaczy zasugerował, że śmiertelność spowodowana uderzeniami samochodów stanowi coraz większe zagrożenie dla migrujących monarchów. Badanie śmiertelności na drogach w północnym Meksyku, opublikowane w 2019 roku, wykazało bardzo wysoką śmiertelność z zaledwie dwóch „gorących punktów” każdego roku, wynoszącą 200 000 zabitych monarchów.
Utrata siedlisk zimujących
Powierzchnia lasów meksykańskich, do których migrują monarchowie ze wschodu i środkowego zachodu, osiągnęła w 2013 r. najniższy poziom od dwóch dekad. Oczekiwano, że spadek ten wzrośnie w sezonie 2013–2014. Meksykańskie władze ochrony środowiska nadal monitorują nielegalne pozyskiwanie drzew oyamel . Oyamel jest głównym gatunkiem zimozielonym, na którym zimujące motyle spędzają dużo czasu podczas zimowej diapauzy lub zawieszenia rozwoju.
Badanie z 2014 roku potwierdziło, że chociaż „ochrona zimujących siedlisk bez wątpienia przeszła długą drogę w kierunku ochrony monarchów rozmnażających się we wschodniej Ameryce Północnej”, ich badania wskazują, że utrata siedlisk na lęgowiskach w Stanach Zjednoczonych jest główną przyczyną obu niedawnych i przewidywane spadki liczby ludności.
Pasożyty
Pasożyty obejmują tachinidy Sturmia convergens i Lespesia archippivora . Larwy motyli zarażonych pasożytem Lesperia zawieszają się, ale umierają przed przepoczwarczeniem . Robak muchy opada na ziemię, tworzy brązową puparium , a następnie wyłania się jako dorosły osobnik.
Osy pteromalidowe , w szczególności Pteromalus cassotis , pasożytują na poczwarkach monarchów. Te 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 prolegów, z wiotką klatką piersiową i odwłokiem. Wkrótce potem ciało staje się czarne. Bakteria Pseudomonas aeruginosa nie ma siły inwazyjnej, ale powoduje wtórne infekcje u osłabionych owadów. Jest to częsta przyczyna śmierci owadów hodowanych w laboratoriach.
Ophryocystis elektroscirrha to kolejny pasożyt monarchy. Zakaża tkanki podskórne i rozmnaża się przez zarodniki powstałe w stadium poczwarki. Zarodniki znajdują się na całym ciele zakażonych motyli, z największą liczbą na odwłoku. Te zarodniki są przekazywane z samicy na gąsienicę , kiedy zarodniki ścierają się podczas składania jaj, a następnie są połykane przez gąsienice. Silnie zarażone osobniki są słabe, niezdolne do rozwinięcia skrzydeł lub zamknięcia się i mają krótszą długość życia, ale poziomy pasożytów różnią się w populacjach. Inaczej jest w przypadku chowu laboratoryjnego, gdzie po kilku pokoleniach wszystkie osobniki mogą zostać zarażone.
Zakażenie O. elektroscirrha powoduje efekt znany jako ubój , w wyniku którego migrujący monarchowie, którzy są zarażeni, mają mniejsze szanse na zakończenie migracji. Powoduje to zimowanie populacji z mniejszą liczbą pasożytów. Właściciele komercyjnych hodowli motyli twierdzą, że podejmują kroki w celu zwalczania tego pasożyta w swoich praktykach, chociaż wielu naukowców badających monarchy wątpi w to twierdzenie.
Zamieszanie roślin żywicielskich
jaskółki czarnej ( Cynanchum louiseae ) i jaskółczej jaskółki ( Cynanchum rossicum ) są problematyczne dla monarchów w Ameryce Północnej. Monarchowie składają jaja na tych krewnych rodzimej trojeści winorośli ( Cynanchum laeve ), ponieważ wytwarzają one bodźce podobne do trojeści mlecznej. Po wykluciu się jaj gąsienice zostają zatrute toksycznością tej inwazyjnej rośliny z Europy.
Klimat
Zmiany klimatu jesienią i latem wpływają na reprodukcję motyli. Opady deszczu i ujemne temperatury wpływają na wzrost trojeści. Omar Vidal, dyrektor generalny WWF-Mexico, powiedział: „Cykl życia monarchy zależy od warunków klimatycznych w miejscach, w których się rozmnażają. Jaja, larwy i poczwarki rozwijają się szybciej w łagodniejszych warunkach. Temperatury powyżej 35°C (95°F) ) może być zabójcze dla larw, a jaja wysychają w gorących, suchych warunkach, powodując drastyczny spadek wskaźnika wylęgu”. Jeśli temperatura ciała monarchy jest niższa niż 30 ° C (86 ° F), monarcha nie może latać. Aby się rozgrzać, siedzą na słońcu lub szybko trzęsą skrzydłami, aby się ogrzać.
Zmiany klimatu mogą dramatycznie wpłynąć na migrację monarchów. Badanie z 2015 roku zbadało wpływ ocieplenia na zasięg lęgowy monarchy i wykazało, że w ciągu następnych 50 lat roślina żywicielska monarchy rozszerzy swój zasięg dalej na północ do Kanady, a monarchowie pójdą za tym. Chociaż spowoduje to rozszerzenie miejsc lęgowych 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 mlecze uprawiane w podwyższonych temperaturach zawierają wyższe stężenia kardenolidu, przez co liście są zbyt toksyczne dla gąsienic monarchy. Jednak te zwiększone stężenia są prawdopodobnie odpowiedzią na zwiększoną roślinożerność owadów, co jest również spowodowane podwyższonymi temperaturami. Nie wiadomo, czy podwyższone temperatury sprawiają, że trojeść mleczna jest zbyt toksyczna dla gąsienic monarchy, gdy nie występują inne czynniki. Ponadto stwierdzono, że trojeść rosnąca przy poziomie dwutlenku węgla wynoszącym 760 części na milion wytwarza inną mieszankę toksycznych kardenolidów, z których jeden był mniej skuteczny przeciwko pasożytom monarchy.
Stan ochrony
20 lipca 2022 roku Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody dodała wędrownego motyla monarchy (podgatunek pospolity w Ameryce Północnej) do swojej czerwonej listy gatunków zagrożonych.
Motyl monarcha nie jest obecnie wymieniony w Konwencji o międzynarodowym handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem ani nie jest chroniony specjalnie na mocy prawa krajowego Stanów Zjednoczonych.
W dniu 14 sierpnia 2014 r. Centrum Różnorodności Biologicznej i Centrum Bezpieczeństwa Żywności złożyły petycję prawną z prośbą o ochronę monarchy i jego siedliska ustawą o zagrożonych gatunkach, w dużej mierze w oparciu o długoterminowe trendy obserwowane na zimowiskach. US Fish and Wildlife Service (FWS) zainicjowała przegląd statusu motyla monarchy zgodnie z ustawą o zagrożonych gatunkach z terminem przedłożenia informacji 3 marca 2015 r., Później przedłużonym do 2020 r. 15 grudnia 2020 r. FWS orzekł, że dodanie motyla do listy gatunków zagrożonych i zagrożonych było „uzasadnione, ale wykluczone”, ponieważ musiało poświęcić swoje zasoby 161 gatunkom o wyższym priorytecie.
Liczba monarchów zimujących w Meksyku wykazuje długoterminową tendencję spadkową. Od 1995 r. Liczba pokrycia sięgała 18 hektarów (44 akrów) zimą 1996–1997, ale średnio około 6 hektarów (15 akrów). Zasięg spadł do najniższego jak dotąd punktu (0,67 hektara (1,66 akra)) zimą 2013–2014, ale odbił się do 4,01 ha (10 akrów) w latach 2015–2016. Średnią populację monarchów w 2016 roku oszacowano na 200 milionów. Historycznie jest ich średnio 300 milionów monarchów. Wzrost w 2016 r. Przypisano sprzyjającym warunkom lęgowym latem 2015 r. Jednak zasięg spadł o 27% do 2,91 hektara (7,19 akrów) zimą 2016–2017. Niektórzy uważają, że było to spowodowane burzą, która miała miejsce w marcu 2016 r. W poprzednim sezonie zimowania monarchów, chociaż wydaje się to mało prawdopodobne, ponieważ większość obecnych badań pokazuje, że rozmiary kolonii zimujących nie przewidują wielkości populacji lęgowej następnego lata.
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 wymieniania jako „gatunek budzący obawy” w tym kraju. To posunięcie, po wprowadzeniu, chroniłoby krytyczne siedliska monarchów w Kanadzie, takie jak główne obszary gromadzenia się opadów w południowym Ontario, ale miałoby również konsekwencje dla naukowców-obywateli, którzy pracują z monarchami, oraz dla zajęć w klasie. Gdyby monarcha był chroniony federalnie w Kanadzie, działania te mogłyby być ograniczone lub wymagać zezwoleń federalnych.
W Nowej Szkocji monarcha jest wymieniony jako zagrożony na poziomie prowincji od 2017 r. Decyzja ta (podobnie jak decyzja z Ontario) najwyraźniej opiera się na założeniu, że zimująca kolonia w Meksyku powoduje spadek zasięgu lęgowego w Kanadzie . Dwa ostatnie badania zostały przeprowadzone w celu zbadania długoterminowych trendów liczebności monarchów w Kanadzie, przy użyciu zapisów atlasu motyli lub badań motyli prowadzonych przez obywateli, i żadne z nich nie wykazuje dowodów na spadek populacji w Kanadzie.
Działania ochronne
Chociaż liczba monarchów lęgowych we wschodniej Ameryce Północnej najwyraźniej nie spadła, doniesienia o spadającej 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 Zapylaczy, której współprzewodniczą Sekretarz ds. Rolnictwa i Administrator Agencji Ochrony Środowiska , i stwierdzono:
Liczba migrujących motyli Monarch spadła do najniższego odnotowanego poziomu populacji w latach 2013–2014 i istnieje bezpośrednie ryzyko nieudanej migracji.
W maju 2015 r. Grupa Zadaniowa ds. Zdrowia Zapylaczy wydała „Krajową strategię promowania zdrowia pszczół miodnych i innych zapylaczy”. W strategii określono działania federalne mające na celu osiągnięcie trzech celów, z których dwa to:
- Monarch Butterflies: Zwiększyć wschodnią populację 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.
- Powierzchnia siedliska owadów zapylających: Odtworzenie lub zwiększenie 7 milionów akrów ziemi dla owadów zapylających w ciągu najbliższych 5 lat poprzez działania federalne i partnerstwa publiczno-prywatne.
Wiele priorytetowych projektów określonych w strategii krajowej koncentrowało się na korytarzu I-35 , który rozciąga się na 1500 mil (2400 km) z Teksasu do Minnesoty. Obszar, przez który przebiega ta autostrada, zapewnia wiosenne i letnie siedliska lęgowe w kluczowym korytarzu migracyjnym monarchów w Stanach Zjednoczonych.
US General Services Administration (GSA) publikuje zestawy wymagań dotyczących wydajności krajobrazu w swoich dokumentach P100, które określają standardy dla Służby Budynków Publicznych GSA . Począwszy od marca 2015 r. te wymagania dotyczące wydajności i ich aktualizacje obejmowały cztery podstawowe aspekty projektów nasadzeń, które mają zapewnić odpowiednie możliwości żerowania na miejscu docelowym zapylaczom. Docelowymi zapylaczami są pszczoły, motyle i inne pożyteczne owady.
4 grudnia 2015 r. Prezydent Obama podpisał ustawę Fixing America's Surface Transportation (FAST) Act (Pub. L. 114-94). Ustawa FAST położyła nowy nacisk na wysiłki na rzecz wspierania owadów zapylających. Aby to osiągnąć, ustawa FAST zmieniła tytuł 23 (Autostrady) Kodeksu Stanów Zjednoczonych . Poprawka nakazała Sekretarzowi Transportu Stanów Zjednoczonych , aby podczas realizacji programów pod tym tytułem we współpracy z chętnymi państwami:
- zachęcać do zintegrowanych praktyk zarządzania roślinnością na poboczach dróg i innych pasach transportowych, w tym ograniczonego koszenia; I
- zachęcanie do rozwoju siedlisk i żerowania dla motyli Monarch, innych rodzimych owadów zapylających i pszczół miodnych poprzez sadzenie rodzimych ziół i traw, w tym nieinwazyjnych, rodzimych gatunków trojeści, które mogą służyć jako stacje migracyjne motyli i ułatwiać migracje innych owadów zapylających.
Ustawa FAST stanowiła również, że działania mające na celu tworzenie i ulepszanie siedlisk owadów zapylających, stacji żerowania i stacji migracyjnych mogą kwalifikować się do finansowania federalnego, jeśli są związane z projektami transportowymi finansowanymi w ramach tytułu 23.
Agencja usług rolniczych Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych pomaga zwiększać populacje motyla monarchy i innych owadów zapylających w Stanach Zjednoczonych poprzez inicjatywę SAFE (Acres State Acres for Wildlife Enhancement) w ramach programu ochrony przyrody . Inicjatywa SAFE zapewnia roczną opłatę dzierżawną rolnikom, którzy zgodzą się na usunięcie gruntów wrażliwych środowiskowo z produkcji rolnej i którzy sadzą gatunki, które poprawią zdrowie i jakość środowiska. Między innymi inicjatywa zachęca właścicieli ziemskich do zakładania mokradeł, traw i drzew w celu tworzenia siedlisk dla gatunków, które FWS uznało za zagrożone lub zagrożone.
Inne akcje
Firmy rolnicze i inne organizacje są proszone o odłożenie obszarów, które pozostają nieopryskane, aby umożliwić rozmnażanie się monarchów. Ponadto trwają krajowe i lokalne inicjatywy mające na celu pomoc w zakładaniu i utrzymywaniu siedlisk owadów zapylających wzdłuż korytarzy zawierających linie energetyczne i jezdnie. Federal Highway Administration , rządy stanowe i lokalne jurysdykcje zachęcają departamenty autostrad i inne podmioty do ograniczania stosowania herbicydów, ograniczania koszenia, wspomagania wzrostu trojeści mlecznej i zachęcania monarchów do rozmnażania się na ich pasach ruchu.
Raport z programu National Cooperative Highway Research Program
W 2020 roku National Cooperative Highway Research Program (NCRHP) Rady ds. Badań Transportu opublikował 208-stronicowy raport, w którym opisano projekt, w ramach którego zbadano potencjał korytarzy drogowych jako siedlisk dla motyli monarchów. W ramach projektu opracowano narzędzia dla zarządców dróg, aby zoptymalizować potencjalne siedliska motyli monarchy na pasach drogowych.
Takie wysiłki są kontrowersyjne, ponieważ ryzyko śmiertelności motyli w pobliżu dróg jest wysokie. Kilka badań wykazało, że pojazdy silnikowe zabijają każdego roku miliony monarchów i innych motyli. Ponadto niektóre dowody wskazują, że larwy monarchy żyjące w pobliżu dróg doświadczają fizjologicznych warunków stresowych, o czym świadczy podwyższona częstość akcji serca.
W raporcie NCRHP uznano, że oprócz innych zagrożeń drogi stwarzają niebezpieczeństwo kolizji drogowych dla monarchów, stwierdzając, że efekty te wydają się być bardziej skoncentrowane w poszczególnych obszarach lejków podczas migracji. Niemniej jednak w raporcie stwierdzono:
Podsumowując, wzdłuż korytarzy drogowych istnieją zagrożenia dla monarchów i innych owadów zapylających, ale w kontekście ilości siedlisk potrzebnych do odbudowy zrównoważonych populacji pobocza dróg mają kluczowe znaczenie.
Ogrodnictwo motyli
Chociaż donoszono o badaniach naukowych na ten temat, powszechnie uważa się, że praktyka ogrodnictwa motyli i tworzenia „monarchicznych przystanków” zwiększa populację motyli. Wysiłki mające na celu przywrócenie upadających populacji monarchów poprzez zakładanie ogrodów motyli i przystanków dla monarchów wymagają szczególnej uwagi na preferencje żywieniowe motyli i cykle populacji, a także na warunki potrzebne do rozmnażania i utrzymania trojeści mlecznej.
Na przykład w rejonie Waszyngtonu i innych częściach północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych monarchowie wolą rozmnażać się na trojeści pospolitej ( A. syriaca ), zwłaszcza gdy jej liście są miękkie i świeże. Ponieważ rozmnażanie monarchów na tym obszarze osiąga szczyt późnym latem, kiedy liście trojeści mlecznej są stare i twarde, A. syriaca należy kosić lub przycinać od czerwca do sierpnia, aby zapewnić, że będzie szybko odrastać, gdy reprodukcja monarchy osiągnie szczyt. Podobne warunki istnieją w przypadku trojeści plamistej ( A. speciosa ) w stanie Michigan i trojeści zielonej antylopy ( A. viridis ), gdzie rośnie na południowych Wielkich Równinach iw zachodnich Stanach Zjednoczonych . Ponadto nasiona A. syriaca i niektórych innych trojeści wymagają okresów zimnej obróbki ( zimna stratyfikacja ), zanim zaczną kiełkować.
Aby chronić nasiona przed wypłukiwaniem podczas ulewnych deszczy i przed ptakami jedzącymi nasiona, można je przykryć lekką tkaniną lub 0,5-calową (13 mm) warstwą ściółki ze słomy . Jednak ściółka działa jak izolator . Grubsze warstwy ściółki mogą uniemożliwić kiełkowanie nasion, jeśli zapobiegną wystarczającemu wzrostowi temperatury gleby po zakończeniu zimy. Ponadto niewiele sadzonek może przebić się przez grubą warstwę ściółki.
Chociaż gąsienice monarchy będą żywić się chwastami motyli ( A. tuberosa ) w ogrodach motyli, roślina ma szorstkie liście i zazwyczaj nie jest intensywnie używaną rośliną żywicielską dla tego gatunku. Niski poziom kardenolidów w roślinie może również sprawić, że roślina będzie nieatrakcyjna dla monarchów składających jaja. Podczas gdy A. tuberosa dostarczają nektaru wielu dorosłym motylom, roślina ta może być mniej odpowiednia do stosowania w ogrodach motyli i przystankach monarchów niż inne gatunki trojeści.
Monarchowie hodowlani wolą składać jaja na trojeści bagiennej ( A. incarnata ). Jednak A. incarnata jest rośliną wczesną sukcesją , która zwykle rośnie na obrzeżach terenów podmokłych i na obszarach okresowo zalewanych. Roślina wolno rozprzestrzenia się przez nasiona, nie rozprzestrzenia się przez rozłogi i ma tendencję do zanikania wraz ze wzrostem gęstości wegetatywnej i wysychaniem siedlisk. Chociaż A. incarnata mogą przetrwać do 20 lat, większość żyje w ogrodach tylko od dwóch do pięciu lat. Gatunek nie toleruje cienia i nie jest dobrym konkurentem wegetatywnym.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Arkusz informacyjny Muzeum Australijskiego na temat motyli monarchy
- Monarcha misji (Kanada)
- Metamorfoza motyla monarchy: film poklatkowy (2:42 minuty)
- Motyl monarchy na stronie UF / IFAS Featured Creatures
- Monarch Joint Venture – Współpraca w całych Stanach Zjednoczonych w celu ochrony migracji motyli Monarch
- Mapy migracji monarchów
- Zegarek monarchy
- PBS Nova „Niesamowita podróż motyli”
- Opis USGS motyla monarchy
- Dane motyla monarchy w NatureServe Explorer
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
- Migracja zwierząt
- Gatunki aposematyczne
- Motyle opisane w 1758 roku
- Motyle Ameryki Środkowej
- Motyle Europy
- Motyle Ameryki Północnej
- Motyle Oceanii
- Motyle z Karaibów
- Danaus (motyl)
- Zagrożona fauna Kalifornii
- Fauna kalifornijskiego chaparralu i lasów
- Gatunki zagrożone na Czerwonej Liście IUCN
- Gatunki najmniej niepokojące na Czerwonej Liście IUCN
- Owady z Hawajów
- Nymphalidae z Ameryki Południowej
- Trujące zwierzęta
- Symbole Alabamy
- Symbole Idaho
- Symbole Illinois
- Symbole Wirginii Zachodniej
- Taksony nazwane przez Karola Linneusza