在比利时伊普尔一个温暖的夏日早晨，66岁的Sylvain Cuvelier带着14岁的孙女走进他盛开的花园，希望能辨认并数出所有飞舞的蝴蝶。其他时候，他帮助科学家们收集蝴蝶样本。然后，他用GPS记录下每一次发现的位置，把它们记录在Excel数据库中，有时还把样本发给他的学术同事，他们会分析附着在昆虫身上的花粉粒。

这些微小的花粉粒是由像居维利耶这样的民间科学家收集的，它们正在帮助研究人员研究一个迄今为止基本上难以理解的过程：昆虫在多代人的时间里在全球各地迁徙的迁徙模式。

利用花粉，科学家们已经能够确定单个蝴蝶的旅程是从哪里开始的，甚至可以推断出可能引发它们迁徙的事件。这些知识可以帮助环保主义者更好地了解气候变化的一些影响——不仅对昆虫本身，而且对它们的迁徙和它们所居住的生态系统。

很多昆虫一生都在一个地方度过。还有许多像鸟类一样迁徙，以躲避恶劣的天气，寻找食物或繁殖后代。据估计，每年有数万亿昆虫在全球范围内迁徙，但科学家们对它们去哪里或如何到达那里知之甚少。

追踪昆虫迁徙不像追踪鸟类或哺乳动物那么简单。克拉科夫波兰科学院的分子生态学家Tomasz Suchan说，对于鸟类，“你可以在腿上绑上一个环，或者使用无线电跟踪，很容易证明它们从a点移动到B点。”但大多数昆虫都太小了，这些技术无法成功。

在北美，研究人员在追踪帝王蝶方面取得了一些成功，帝王蝶以其从加拿大南部和美国北部到墨西哥中部的惊人迁徙而闻名。在20世纪90年代初，君主观察公民科学倡议开始在落基山脉周围标记蝴蝶。超过200万只黑脉金斑蝶被贴上了标签，据报道，在墨西哥有超过19,000只黑脉金斑蝶被发现，黑脉金斑蝶聚集在那里过冬。这有助于生物学家追踪它们的迁徙路线。

然而，没有这种明确聚集的蝴蝶更难追踪。例如，彩蝶经常在秋天出现在欧洲，有时数量很多。“然后它们消失了，我们真的不知道它们去了哪里，”巴塞罗那植物研究所的昆虫学家杰拉德·塔拉维拉说。

几年前，塔拉维拉和他的团队意识到，通过研究蝴蝶身上积累的花粉，他们可能能够间接地追踪蝴蝶。每当蝴蝶飞到一朵花上啜饮花蜜时，它也会捡起花粉粒。如果研究人员能够从花粉中识别出植物，确定植物开花的地点和时间，并在蝴蝶到达不同的地理区域时继续追踪它们，也许他们可以跟踪蝴蝶的整个旅程。塔拉维拉说：“这种方法就像我们在他们身上安装了GPS。”“因为我们不能那样做，这是我们能做到的最接近的了。”

花粉迁移图

科学家们在2019年测试了这个想法，当时彩绘女士经历了一次零星的人口激增。同年3月，当成群的蝴蝶出现在中东和地中海时，民间科学家们用网捕获了蝴蝶样本，然后将它们保存在酒精混合物中，并将它们运送到塔拉维拉的实验室。

在那里，研究人员分离了附着在蝴蝶身体上的花粉粒，并对花粉DNA的一段特定片段进行了测序，这段DNA为每种植物提供了独特的特征，这一过程被称为元条形码。在接下来的几个月里，蝴蝶数量的激增逐渐蔓延到东欧、北欧和西欧，11月初到达摩洛哥南部，与此同时，民间科学家一直在收集蝴蝶样本。

研究人员分析了7个月内从10个不同国家的264只蝴蝶身上收集的花粉，确定了398种不同的植物，他们可以用来追踪蝴蝶全年的运动。由此，他们发现，在俄罗斯、斯堪的纳维亚和波罗的海国家观察到的成群的蝴蝶很可能是阿拉伯和中东地区蝴蝶的后代。这似乎已经蔓延到东欧，然后是斯堪的纳维亚半岛，然后是西欧，导致英国、法国和西班牙的人口明显激增。从那里，蝴蝶可能已经迁移到摩洛哥南部，可能继续到热带非洲完成它们的年度循环。

花粉记录甚至提出了2019年彩绘女士突然变得如此丰富的原因。从地中海东部采集的蝴蝶，就在数量激增的开始，携带着来自阿拉伯半岛北部和中东半干旱的灌木丛、草原和盐沼中发现的植物物种的花粉。通过检查卫星图像，研究人员注意到，从2018年12月到2019年4月，在一段异常强降雨之后，这些植物的生长速度大幅提高。研究人员推测，这种突然的增长可能为蝴蝶提供了理想的喂养和繁殖条件，开启了种群爆炸，并留下了影响许多代人的连锁反应。

塔拉维拉和他的团队也利用花粉特征来追踪其他蝴蝶的运动。例如，2013年，人们在南美洲的法属圭亚那海岸发现了彩蝶。彩绘女士通常不会生活在南美洲，她们从哪里来一直是个谜。十年后，塔拉维拉的研究小组从仍然保存下来的蝴蝶尸体上采集了花粉样本，发现只在撒哈拉以南非洲地区发现的一种常见植物塞内加尔属（Guiera senegalensis）是迄今为止附着在这些蝴蝶身上的最常见的花粉类型。

通过分析海岸调查、风力模式、花粉和环境条件，他们证实，蝴蝶可能在长达8天的连续飞行中从非洲穿越大西洋。这一发现标志着昆虫跨越大西洋的第一个被证实的例子。

“使用花粉元条形码来追踪每一代蝴蝶的来源以及它们是如何通过循环进行的，这是超级新颖的，”德克萨斯州农工大学的生物学家克里斯汀·梅林（Christine Merlin）说，她在《昆虫学年度评论》（Annual Review of Entomology）上发表了一篇关于蝴蝶迁徙神经生物学的文章。她指出，由于这种方法可以识别单个植物物种，因此它有望比标准方法——同位素特征分析——更精确，后者追踪昆虫化学组成的区域差异。

虽然彩绘瓢虫是了解昆虫迁徙的模型系统，但研究人员表示，他们相信这种方法也适用于追踪其他积极访问花朵收集花蜜的迁徙传粉媒介，包括其他蝴蝶、麻蝇、黄蜂、甲虫和飞蛾。

在气候变化的情况下，追踪昆虫的迁徙路线可能会变得越来越重要，因为这些昆虫除了携带花粉外，还会携带真菌疾病。事实上，Suchan在一些蝴蝶身上发现了许多种类的真菌。已知大约有1000种真菌会影响昆虫，超过19000种真菌会影响农作物。因此，迁徙的昆虫可能会将这些真菌疾病传播到各大洲，对生态系统和经济构成风险。Talavera， Suchan和同事们希望利用花粉特征来绘制变化的迁移模式可以帮助预测真菌疾病可能发生的地方。

与此同时，库维利耶希望继续和他的孙女一起数蝴蝶。他说，生态学家将越来越需要更多的“大数据”来理解大规模现象。他说，没有公民科学家，“研究人员不可能收集这样的数据库。”

此外，他补充说，年轻人可以从公民科学中学到的不仅仅是如何捕捉蝴蝶。“他们了解自然，”他说，“这培养了他们对世界的好奇心。”

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