本文来自微信公众号：我是科学家iScientist（ID：IamaScientist），作者：何婧雯，编辑：吴欧，审稿：三蝶纪，头图：纪录片Flight of the Butterflies

1916年的夏天，和所有那个年纪的孩子一样，五岁的加拿大男孩厄克特喜欢将昆虫捉进罐子里观察。他格外喜欢观察一种漂亮的蝴蝶——黑脉金斑蝶，和它们追逐玩闹了整个假期。可是，当夏天结束时，小厄克特发现他的伙伴们“消失”了。

“Where are they？”

困惑的男孩向他的老师和图书馆的书本求解，但没有得到想要的答案。随着年龄渐长和知识的积累，男孩有了一个假设：蝴蝶会不会也像候鸟一样迁徙到了其他地方？在好奇心的驱使下，他决定亲自追寻真相。那时踌躇满志的他不曾想到，自己这一追，就用去了一生的时间。

这个男孩就是加拿大的昆虫学家弗雷德里克·厄克特（Frederick A. Urquhart）。

黑脉金斑蝶 | Wikimedia Commons，LyWashu / CC BY-SA 3.0（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en）

追蝴蝶的人

1931年，厄克特进入多伦多大学攻读生物学，之后继续在多伦多大学研读硕博士，从事昆虫学方面的研究，并最终获得了昆虫学博士学位。1945年，厄克特留在多伦多大学担任动物学教授一职，同时在皇家安大略博物馆兼任动物学主任，并协助建立了安大略自然主义者联合会。年轻的厄克特身兼数职，但他从来没有忘记研究令他钟爱的黑脉金斑蝶，以及探寻它们迁徙的终点。

厄克特是一位“蝴蝶痴”。有一次，有人问他：“为什么鸟类不捕食黑脉金斑蝶呢？”话音刚落，厄克特就拿起一只黑脉金斑蝶吃掉又吐了出来，然后说：“因为，它们的味道很糟糕。”

沼泽乳草是黑脉金斑蝶的食物，这种植物不仅尝起来苦涩难吃，还含有剧毒的成分强心苷。但是，黑脉金斑蝶幼虫吃下沼泽乳草后不但不会中毒，而且还能将毒素储存起来，保留到成虫阶段。它们采取这种“以身存毒”的方式保护自己，令天敌望而生畏。所以，厄克特“品尝”的蝴蝶，很可能就带有难以忍受的苦味。

Frederick A. Urquhart | magazine.utoronto.ca/

1945年，厄克特迎娶了他美丽的妻子诺拉。

动物学专业出身的诺拉同样热衷于研究昆虫。作为厄克特的助手，她经常帮助丈夫处理工作中的来往信件。厄克特夫妇还在家里养了上千只黑脉金斑蝶用于研究保护蝴蝶的方法。诺拉不仅承担了饲养蝴蝶的工作，还将他们的生活打理得井井有条，确保她的“蝴蝶痴”爱人能专心做一个“心不在焉的教授”。

把信念“粘”在蝶翅上

黑脉金斑蝶是少见的有迁徙行为的昆虫之一，斑蝶也是目前已知的世界上唯一一类具有迁徙行为的蝴蝶。

为了解蝴蝶们的去向，厄克特夫妇打算采取在蝴蝶翅膀上贴标签的办法。利用“标签”标记野生动物是一种常见的科学研究方法，通过对野生动物进行标记，可以追踪它们的移动路径。厄克特夫妇计划捕捉黑脉金斑蝶，并在蝶翅上贴上标签，再将其被捕捉的位置标注在地图上，以此来确定蝴蝶迁徙的轨迹。

用标签标记蝴蝶，选取合适的标签是最先需要解决的问题。蝶翅薄如纸张，在不伤害蝴蝶的前提下选择轻便好用的标签非常困难，厄克特夫妇花了数年时间尝试了各种方法，结果都不理想。

后来，一位朋友建议他们尝试使用压敏粘合标签，这种标签很小，大约一个小指甲盖那么大，粘贴方便，只需要将其轻轻贴合到蝴蝶翅膀上即可。这些小小的标签上除了编号，还标有“发送到加拿大多伦多大学动物学”的字样。

用标签标记蝴蝶 | www.fs.fed.us，Anne Okonek

1952年，诺拉发表了杂志文章——《被标记的黑脉金斑蝶》。她在这篇文章中向各地读者寻求帮助，期望他们能够作为志愿者参与斑蝶标记计划。最初，只有12个人对诺拉刊登的求助信做出回应。到了20世纪70年代初，已经有超过4000名志愿者加入到厄克特成立的蝴蝶迁飞协会中。

十几年间，厄克特夫妇收到了无数封来自北美各地志愿者的来信，他们在信中向厄克特夫妇的工作表达了好奇和加入迁飞协会的愿望。诺拉将准备好的标签和使用说明寄给了这些来信的人们，请他们一起参与斑蝶追踪工作。

在标记斑蝶的项目中，志愿者的工作包括捕捉黑脉金斑蝶，给没有标签的蝴蝶贴上标签，记录已经有标签的蝴蝶被捕捉的时间和地点，并将这些信息反馈给厄克特夫妇。多年来，厄克特夫妇和志愿者们一直用这样的方式标记蝴蝶，希望能追踪到它们的去向。

得益于志愿者们提供的蝴蝶踪迹线索，厄克特收集到了越来越多有价值的信息，比如并非所有黑脉金斑蝶都有迁徙行为；它们每天可以飞130公里，飞行方向是从东北到西南。除此之外，厄克特还得出结论：黑脉金斑蝶不会在夜晚飞行，也不会通过开放水域……

珍贵信息的收集令厄克特感到兴奋，但那个最期待得到的答案——蝴蝶们迁徙的终点却始终未被发现。

1960年，厄克特的书The Monarch Butterfly在多伦多大学出版社出版。这本书详细描述了黑脉金斑蝶这一物种的特征、习性和分布情况。在前言中，厄克特指出：研究黑脉金斑蝶的去向看似简单，但随着研究深入，这个问题变得越来越复杂。

当时，学界对黑脉金斑蝶的行踪有各种各样的猜测。大多数自然学家认为，黑脉金斑蝶从北方的繁殖地迁徙到南方，但也有人持“蝴蝶的蛹或成虫在北方越冬”的观点。即便是那些坚持认为黑脉金斑蝶迁徙到南方的学者，也大多不相信第二年春天回到北方的是同一代黑脉金斑蝶。

种种猜测如同层层云雾，隐藏了蝴蝶们神秘的踪迹。所幸，有几千名帮手和厄克特一同寻找真相。

厄克特夫妇为蝴蝶贴上标签 | toronto.com

六十年代末，厄克特根据志愿者们寄来的信息，将蝴蝶们出现的位置标记在地图上，发现大量的黑脉金斑蝶飞向了得克萨斯州。

然而，从来没有人报告说在那里见到了大规模聚集的蝴蝶，因此厄克特推测飞往得克萨斯州的蝴蝶们并没有聚集到一起。尽管如此，当厄克特面对家里贴着的巨幅地图时，还是决定亲自去得克萨斯州一探究竟。

厄克特家中的蝴蝶迁徙路线图  | Flight of the Butterflies纪录片截图

1970年，厄克特夫妇将工作室搬到了得克萨斯州。只要有时间，夫妇二人就开车到处“探险”，期待和得克萨斯州的黑脉金斑蝶来一次浪漫的邂逅。

事实上，得克萨斯州的许多地区干旱少雨，加上农作物的单一栽培导致沼泽乳草的生长受到影响，这些原因使得这里并不适宜蝴蝶过冬。大量蝴蝶之所以飞往这里，是因为得克萨斯州只是黑脉金斑蝶迁徙途中的一个“驿站”。

寻找的结果显而易见。无奈之下，厄克特放弃了在得克萨斯州搜索黑脉金斑蝶的聚集地。

至此，厄克特为蝴蝶贴标签的活动已经持续了二十年。得克萨斯州探索的失败让厄克特沮丧不已，他对妻子说：“就像有一个蝴蝶黑洞一样……”

跨越4000公里的壮举

1972年，诺拉在墨西哥的报纸上刊登了一篇召集墨西哥志愿者的求助信，向墨西哥的读者们描述了黑脉金斑蝶的特征以及厄克特的标签计划。正是这封信，最终成为解开谜题的关键一环。

报纸发行后，诺拉的求助信引起了美国侨民肯·布鲁格（Ken Brugger）的注意。1974年，肯在距离墨西哥城约200公里的公路上行驶时，遇到了诺拉在报纸中描述过的那种蝴蝶。蝴蝶们如同树叶般从天而降，纷纷落到了汽车的风挡玻璃上。回想起曾在报纸上阅读过的求助信，肯立刻写了一封信寄给厄克特夫妇。

肯第一次在墨西哥发现黑脉金斑蝶  | Flight of the Butterflies纪录片截图

1975年，肯和另一位志愿者凯西在墨西哥中部发现了黑脉金斑蝶们的“家”。接到肯和凯西来电的厄克特欣喜若狂。

但是，就算发现墨西哥的蝴蝶栖息地，也仍旧不能证明聚集在这里的黑脉金斑蝶是从几千公里外的北方迁徙而来的。

墨西哥蝴蝶谷的黑脉金斑蝶 | Wikimedia Commons，Luis Avalos / CC BY-SA 3.0 （https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）

1976年1月，厄克特夫妇登上了位于墨西哥米肯却山脉的“蝴蝶谷”。

数以百万计的黑脉金斑蝶在空中飞舞，冷杉树枝被层层叠叠的蝴蝶压弯，它们需要紧密地挨在一起来抵御寒冷。地上铺盖着厚厚的蝴蝶尸体，死去的蝴蝶们像凋零的橙色花朵，铺成厄克特通向真相的路。

六十多岁的厄克特被眼前的景色震撼到无法说话，诺拉望着丈夫静静站立的背影深受感动，举起了相机。就在这时，厄克特低下头，发现了一只带有白色标签的蝴蝶——“PS397”，它是由来自明尼苏达州的志愿者吉尔伯特等人在1975年9月贴上的。这枚标签的存在证明了出现在墨西哥高山上的蝴蝶来自遥远的北方。

自此，跨越4000公里的蝴蝶迁徙的谜底终于被揭开。

写有PS397的标签  | Flight of the Butterflies纪录片截图

黑脉金斑蝶大迁徙的起点在北美五大湖的地理纬度，那里广泛分布着蝴蝶们赖以生存的植物沼泽乳草，夏季有充足的食物供黑脉金斑蝶食用。等到秋天来临，沼泽乳草的枯萎和气温的下降迫使蝴蝶们不得不开始南迁。

八月下旬，一部分蝴蝶到达美国芝加哥西部爱荷华州的大草原。雌蝶在沼泽乳草的叶子上诞下虫卵，3~15天后卵孵出幼虫。为了充分补充能量，幼虫会暴饮暴食三周，经历4~6次蜕皮之后变成了青绿色的蛹。再经过大约三周时间，蛹羽化为成虫，获得飞行能力，继续向南飞去。

每年有多达四代的黑脉金斑蝶出生，只有最后一代才能抵达墨西哥。爱荷华州、堪萨斯州和得克萨斯州等地都是蝴蝶们繁殖后代的临时停靠处。

每只成年蝴蝶只能存活约四到五个星期，但成功到达墨西哥的一代会进入滞育期，生殖腺暂停发育，可以活八个月以上。在海拔超过3000米的山林中，蝴蝶们聚集在树上，利用秋天储存的脂肪度过冬天。当春天到来，它们解除滞育，出来觅食和交配。

上雄蝶，下雌蝶。上图后翅的两个黑点是雄蝶发香鳞 |  butterfly-conservation.org

交配后，雄性黑脉金斑蝶会死在“第二故乡”，但是蝶翅上的发香鳞仍会留下气味，帮助后代们在第二年找到这里。雌蝶们则在春天飞行7000公里回到五大湖地区产卵繁殖后代。待到第二年夏末，下一代黑脉金斑蝶们将再次开启前往墨西哥的4000公里的旅程。

黑脉金斑蝶的迁徙路线 | 参考文献^[7]

黑脉金斑蝶的存在已经刻在墨西哥的文化血脉之中。每年的11月1号和2号是墨西哥纪念逝者的传统节日——亡灵节。十一月初，黑脉金斑蝶的先遣部队飞到墨西哥，那些在天空飞舞的美丽蝴蝶被墨西哥人视为亲人们的灵魂。黑脉金斑蝶还被印在了墨西哥纸币50比索上。2008年，墨西哥的黑脉金斑蝶蝶保护区被联合国教科文组织列为世界自然遗产，这些蝴蝶谷是世界上唯一能观察到大量黑脉金斑蝶聚集的地点。

除了文化价值和观赏价值，黑脉金斑蝶还为大量开花植物传粉，具有一定的生态价值。然而，根据美国国家野生动物联合会的数据，1990年以来，黑脉金斑蝶的数量减少约90%。

墨西哥亡灵节 | Butterfly Conservation

世界野生动物基金会的报告指出，气候变化和滥砍滥伐或许是影响黑脉金斑蝶种群的主因。此外，黑脉金斑蝶利用太阳和地球磁场进行导航，人类活动产生的电磁噪声对地磁场也有潜在的影响，间接影响斑蝶的活动。同时，蝴蝶们的食物沼泽乳草还受到了农场主们使用的除草剂的影响。这些因素共同威胁着黑脉金斑蝶的生存。

近年来，世界自然基金会通过帮助墨西哥恢复保护区森林、支持种植树木和倡议消除农药等手段，使蝴蝶数量锐减的情况有所缓解，但可以肯定的是，蝴蝶的数量早已无法恢复到之前的水平。

厄克特夫妇 | toronto.com

1998年，弗雷德里克·厄克特和妻子诺拉·厄克特被授予加拿大勋章。他们发现的黑脉金斑蝶的迁徙和群体越冬现象被誉为我们这个时代最伟大的自然历史发现之一。

2012年，纪录片Flight of the Butterflies在加拿大上映，该片讲述了厄克特寻找黑脉金斑蝶的经历。影片中，回首自己追寻蝴蝶38年的过程，厄克特说：“我的宿命，写在蝴蝶的翅膀上。”

纪录片的最后，厄克特夫妇并肩而坐，历时38年的寻找以一场震撼人心的“蝴蝶雨”作结。

脆弱的蝴蝶跨越近万里飞往祖辈停留的乐园，可谓生命的奇迹。而厄克特夫妇与志愿者们寻求真相的科研精神，比蝴蝶迁徙还要壮美。

参考文献

[1] Bonney, R., Cooper, C.B., Dickinson, J., Kelling, S., Phillips, T., Rosenberg, K.V. and Shirk, J. (2009). Citizen Science: A Developing Tool for Expanding Science Knowledge and Scientific Literacy. BioScience, 59(11), pp.977–984.

[2] Bonney, R., Phillips, T.B., Ballard, H.L. and Enck, J.W. (2015). Can citizen science enhance public understanding of science? Public Understanding of Science, 25(1), pp.2–16.

[3] Cohn, J.P. (2008). Citizen Science: Can Volunteers Do Real Research? BioScience, 58(3), pp.192–197.

[4] Wikipedia. (2021). Citizen science. [online] Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Citizen_science#cite_note-Oberg-11 [Accessed 20 Feb. 2021].

[5] 黄华,张峻峰,朱家贵,夏灿玮,潘卓,潘晓燕 & 李秀霞.(2019).董寨国家级自然保护区2006～2016年鸟类环志的初步研究. 绿色科技(16),36-38. doi:10.16663/j.cnki.lskj.2019.16.012.

[6] Adler, M. (2013). Flight of the Butterflies remembers Scarborough’s Urquhart family. [online] Toronto.com. Available at:

https://www.toronto.com/whatson-story/2538931-flight-of-the-butterflies-remembers-scarborough-s-urquhart-family/ [Accessed 6 Feb. 2021].

[7] Brower, L. (1996). Monarch butterfly orientation: missing pieces of a magnificent puzzle. Journal of Experimental Biology, 199(1), 93-103.

[8] Butterfly-conservation.org. (2019). Monarch. [online] Available at: https://butterfly-conservation.org/butterflies/monarch.

[9] cwf-fcf.org. (n.d.). Monarch Butterfly. [online] Available at: https://cwf-fcf.org/en/resources/encyclopedias/fauna/insects/monarch-butterfly-sp.html [Accessed 8 Feb. 2021].

[10] Dethier, R. B. V. G. . (1961). The monarch butterfly.by f. a. urquhart. The Quarterly Review of Biology, 36(2), 128.

[11] Encyclopedia Britannica. (n.d.). Know about the monarch butterfly and their long annual migration from the Great Lakes in North America to Mexico. [online] Available at: https://www.britannica.com/video/180433/monarch-butterfly-Mexico-migration [Accessed 8 Feb. 2021].

[12] Thestar.com. (2009). Couple’s home was butterfly ground zero. [online] Available at: https://www.thestar.com/news/gta/2009/04/18/couples_home_was_butterfly_ground_zero.html [Accessed 6 Feb. 2021].

‌[13] Toronto.com. (2009). Norah Urquhart a pioneer in monarch butterfly research. [online]

Available at: https://www.toronto.com/news-story/37233-norah-urquhart-a-pioneer-in-monarch-butterfly-research/ [Accessed 6 Feb. 2021].

‌[14] Urquhart Butterfly Garden. (2013). Frederick Urquhart – A Short Biography. [online] Available at: https://urquhartbutterfly.com/about/frederick-urquhart-a-short-biography/ [Accessed 6 Feb. 2021].

[15] Urquhart, F. 2019. The Monarch Butterfly. Toronto: University of Toronto Press. https://doi.org/10.3138/9781487584252

[16] Wang, GG., Deb, S. & Cui, Z. Monarch butterfly optimization. Neural Comput & Applic 31, 1995–2014 (2019). https://doi.org/10.1007/s00521-015-1923-y

[17] Wikipedia. (2020). Fred Urquhart. [online] Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Fred_Urquhart [Accessed 6 Feb. 2021].

[18] M, T.S. (1871). The Flight of Butterflies. Nature, [online] 5(110), pp.101–101. Available at: https://www.nature.com/articles/005101a0 [Accessed 6 Feb. 2021].

[19] WWF.CA. (n.d.). Monarch Butterfly: Endangered Species Facts, Info & More. [online] Available at: https://wwf.ca/species/monarch-butterfly/.

[20] www.treknature.com. (n.d.). TrekNature | Monarch Butterfly Photo. [online] Available at: https://www.treknature.com/gallery/photo29211.htm [Accessed 6 Feb. 2021].

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