来源：磁石求知塔

说到蝴蝶，印象中它们一直以来都被当作为一种美好的生物。美丽的花纹，优雅的姿态，迷人的外表，吸引着许多人为之倾倒。但是这种美丽的小精灵，为延续种族的薪火传承时，竟也能绽放出不可思议的力量。

在北美洲就存在一种美丽地蝴蝶——帝王蝶，它会成群在夏日地田野上翩翩起舞，每年都有无数痴情男女在这美景下沉沦。

今天就一起来认识一下子这个美丽的生物吧，帝王蝶又叫君主斑蝶、黑脉金斑蝶，是北美洲人们最为熟知的一种蝴蝶，除了北美洲外，南美洲以及西南太平洋都有着它的身影。

帝王蝶是一种大型蝴蝶，成年蝴蝶翅间距可达10厘米。帝王蝶的翅膀主要为黄褐色，翅膀及其边缘有一条条黑边，并且在翅膀边缘还分布有些许斑点，看起来十分的漂亮。

帝王蝶和其它蝴蝶一样，遵循4个阶段生命的周期：从卵到幼虫、蛹、再到成虫。帝王蝶的卵是产在一种名为乳汁草（Milkweed ，又叫马利筯）的植物上，当蝶卵孵化后，卵壳是幼虫的第一顿大餐，然后在接下来的日子里，幼虫会以马利筯为食。

帝王蝶幼虫在吃马利筋

马利筋（学名：Asclepias curassavica L.）为多年生宿根性亚灌木状草本植物，热带与亚热带地区的良好庭院花卉。茎基部半木质化，直立性，具乳汁。马利筋全株有毒，尤以乳汁毒性较强，可作为引蝶植物。

马利筋含有有毒的烯醇内酯糖苷形式的毒药，可作为对天敌的天然防御。帝王蝶幼虫以此植物为食并躲在具有难闻气味的草木中，可以很大程度避免天敌的捕食。

马利筋

无论是白天还是黑夜，帝王蝶幼虫都会争分夺秒地进食来增加体重，在整个幼虫时期它会蜕皮4次。当它达到约2英寸(5厘米)的长度时，就到了一个新的阶段——结蛹。

这时，它会先找一个合适的位置将后腿倒挂，然后使用喷丝板制造丝状胶水以保持其牢固，最后就开始那"漫长"的结蛹时期，当它破蛹而出那一刻就是帝王蝶的新生！

帝王蝶除了那美丽外表外，最让人称道的就是它的迁徙。帝王蝶的迁徙真的能称得上"万里长征"，它们要用四代的生命才能完成一个完整的迁徙。

这场浩荡的迁徙起始于墨西哥的中部山区，那是帝王蝶的原生地。这片地区长有马利筋和杉树，马利筋是帝王蝶幼虫钟爱的食物，而杉树能为帝王蝶提供半冬眠的场所。

然而故乡虽好，奈何食物有限。对任何生物来说，种族繁衍是刻在骨子里的印记，扩大种群数量是个有效保证种群顺利繁衍的手段，帝王蝶也做出了相同的选择。为了保证种群数量就必须找到足够的马利筋。

然而第四纪大冰期结束后，冰雪开始慢慢向北收缩，这导致马利筋也不断向北美挺进，于是乎帝王蝶也不得不跟着前进。

春天，万物复苏，又到了交配的季节。在墨西哥越冬栖息地的帝王蝶们也开始从半冬眠中苏醒过来，在这美好的春光里，帝王蝶翩翩起舞，互相欢娱。那些受精后的雌性帝王蝶在简单的进食后，便会急忙地踏上征程，向北出发。

这些帝王蝶会先到达美国的西南各州，那儿长满大片的马利筋，而继承帝王蝶种族使命的受精卵也会被洒满这片土地。随着受精卵的孵化，第一代帝王蝶幼虫出现了，它们会在这片富饶的土地上无忧无虑地过完前三个时期，一直到破茧成蝶那一刻。

也在这一刻，第一代帝王蝶扛起种族繁衍的"接力棒"，它们会接着向北出发，继续寻找马利筋富饶的区域。通常它们会每天飞行100~130公里，这样一只持续两个月左右。因为这时第一代帝王蝶的寿命已经到尽头了，这时帝王蝶们来到了美国的中北部。

在这第二代帝王蝶会开始诞生、成长，最后再次扛起种族传承的"接力棒"，然后接着向北飞行，这样的情况会一直到第三代帝王蝶。第三代的帝王蝶会在加拿大停止前进的步伐，到了第三代，帝王蝶族群的数量已经达到几十亿的惊人数量。

随着第四代帝王蝶的出生，整个帝王蝶族群数量更是十分庞大，用遮天蔽日来形容再合适不过了。这时已经是夏末，秋风起，寒冬将至，帝王蝶族群该何去何从呢？

这时的第四代帝王蝶不再继续向北挺近，也不再忙于交配，而是抓紧时间吃饱喝足。因为它们即将扛起整个族群最重要的一棒，万里挺进，把帝王蝶的薪火和希望带回它们的故乡——墨西哥。

第四代帝王蝶是特殊的一代，它们的寿命比前三代都长，大约9个月，毕竟回去的路跟来时可不一样，来时那会万物复苏，拥有丰富的马利筋资源。而回去就不一样了，前三代把来时路上大部分马利筋吃光了，剩下的已经不足以维持现在如此庞大的族群开启新一轮生命，因此，帝王蝶没有别的选择，只能破釜沉舟，一直飞到故乡。

有人是否好奇这长达数万公里的历程，帝王蝶究竟是是靠什么导航的呢？科学家对此现象做了专门的调查，发现帝王蝶是依靠自身的生物时钟借助太阳进行导航的，这个生物时钟存在于它那两根触须上。

实验发现，将帝王蝶分成两组，一组帝王蝶的触须上全部涂满黑漆，另一组的触须上涂透明漆。结果发现，涂黑漆的帝王蝶在原地转圈乱飞，而涂透明漆的一组则与正常帝王蝶没区别，飞行、定位功能全部正常。

由此可知，帝王蝶的触须中有能感知太阳光能量和光谱的感应器，并由此产生对应着昼夜的生物时钟讯号。

华盛顿大学研究小组的主要工作是确定了帝王蝶导航系统的输入讯号的来源，找到了导航系统对这些输入讯号的处理方式，并以此构建了有六个神经元组成的模型。

这个模型能够在白天根据太阳的光强和方位产生穏定地指向西南的导航输出讯号。

由该模型所作出的导航轨迹与帝王蝶迁徙观察数据吻合。

从该模型分析可得出，正午时导航方向正确稳定，清早和傍晚导航误差较大，这些结果与帝王蝶迁徙行为一致。

模型的建立清楚地解释了帝王蝶依靠"太阳GPS"万里迁徙的导航机制，模型也为蝴蝶和其它昆虫的导航研究提供了基础平台。

有必要指出，单靠太阳GPS导航机制是不足以保证帝王蝶精确返回祖居地的，它们万里迁徙过程中应该还有其它辅助机制的参与。

最近研究人员发现磁感应蛋白与光敏隐花色素蛋白复合体（MagR/Cry）会自发地和外部磁场对齐，从而使动物能感知磁场的方向和强度。

这种蛋白复合体稳定地存在于鸽子、蝴蝶、鼠类、鲸鱼体内。也许磁感应蛋白和越冬地树木的特殊化学气味都参与了越冬迁徙的导航，进一步的研究还在继续。

小结

弱小的蝶翅承受无数的狂风暴雨，数百万帝王蝶遮天蔽日的万里征程，帝王蝶向我们昭示了它们生命的真正的价值，也带我们领略了这星球最宏伟壮观的自然奇迹！