跨越两千多公里的蝴蝶效应

半个世纪前，气象学家爱德华·洛伦兹观察到，在一个复杂系统中，一个小变化就可以产生深远的影响。针对这种现象，他提出了一个词——“蝴蝶效应”，意为蝴蝶扇动翅膀就能够改变天气。

但有时，是天气改变了蝴蝶。

在本周发表的一项研究中，科学家提出，撒哈拉以南非洲地区的降雨量，不仅作用于当地植被生长，同时影响着4000多英里外欧洲大陆上小红蛱蝶在夏季的数量。

作者表示，这些蝴蝶，正如它们的名字，色彩斑斓。它们完成着所有昆虫中已知最长的迁徙路线，从斯堪的纳维亚半岛到撒哈拉沙漠南部。如果当年冬季非洲植被丰茂，就会有更多的蝴蝶在几个月后到达欧洲。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，其中讲述了一次非凡而大胆的迁移。但更重要的是，它向我们揭示了全世界生态系统的联结方式，并引发疑问：即动态变化的气候将如何对迁徙物种，甚至害虫，造成影响；而这些影响又将对全球的气候，乃至每个人的生活造成怎样的影响？

已知小红蛱蝶在所有昆虫中是迁徙路线最长的 / Oriol Massana Valeriano

蝴蝶之谜

小红蛱蝶有着橙黑间杂的翅膀，顶端有白色的斑点，有时会被误认为著名的帝王蝶。尽管人们往往更关注它漂亮的外表，但帝王蝶的迁徙实际上非常“宏大”——从美国和加拿大向墨西哥中部森林。而小红蛱蝶则似乎更为常见，是地球上分布最广的蝴蝶品种，除南美洲和南极洲外，所有大陆都有它们的存在。

如帝王蝶、鸟类和其他数百种昆虫一样，小红蛱蝶会随着季节变化迁徙。它们对寒冷的忍耐度较低，所以当气温开始下降时，它们就开始往赤道方向进发。然而，与候鸟不同的是，这些带翅膀的小动物全年都在繁殖，数千英里的旅行中同时包含了好几代。

这项新研究的共同作者、西班牙格拉诺勒斯自然科学博物馆的蝴蝶研究员康斯坦蒂·斯特凡内斯库说：“整个旅程不是只有同一批蝴蝶，每一代都‘掺了一脚’。”

但是，虽然小红蛱蝶很常见，但几十年来，它们的迁徙一直让研究人员摸不着头脑。

欧洲的调查数据显示，夏季许多小红蛱蝶在那里出没，但它们种群的繁荣或败落却并不遵循某个模式。有时在连续几年内，它们数量的变化幅度就能达到100倍。某年夏天大量涌现，而下一年，就只剩几只蝴蝶飞来飞去。

昆虫学家很早就开始怀疑，这与蝴蝶的过冬地点有所关联——但他们不一定想到遥远的沙漠扮演了如此重要的作用。

一只小红蛱蝶在南加州 / Getty Images, Ron Reznick / VW Pics / Universal Images Group

迁徙专家

为了弄清是什么在影响欧洲蝴蝶的数量，一个研究小组将夏季出现的蝴蝶数量与非洲部分地区的气候和环境数据，例如植被的预测，进行比较。

他们的确有所发现：在大量小红蛱蝶抵达欧洲的几个月前，撒哈拉沙漠以南的西非地区，可能得益于降雨量激增，植被——即毛毛虫的食物——出现了疯长。

这揭示了，遥远北方斯堪的纳维亚半岛的蝴蝶，也会受到乍得和尼日利亚等国栖息地的影响。研究帝王蝶的专家、威斯康星大学麦迪逊分校昆虫学教授凯伦·奥伯豪斯，尽管没有亲身参与这项研究，赞叹道：“太棒了，真的。你永远不会想到这么远的地方发生的事情也有影响。”

而研究人员表示，具体的影响在于可获得的食物。

通常情况下，撒哈拉沙漠的南部边缘地带没有什么植被，这意味着小红蛱蝶的毛毛虫——一种灰褐色带黄色条纹和尖刺的生物——难以获得食物，因此小红蛱蝶的数量也无法增长。此外，成虫也很难采集花蜜来为未来的长途飞行供给能量。

小红蛱蝶的毛毛虫。供图：Getty Images/iStockphoto

可是偶尔，这一地区会迎来暴雨，植物的数量也随之激增。毛毛虫大口大口地吞食着植物大餐，蝴蝶的数量也由此爆发。论文的共同作者、埃克塞特大学研究动物迁徙的副教授杰森·查普曼说，因为小红蛱蝶并非每年都会大量出现，所以也很少受到寄生虫和捕食者的影响。（查普曼同时怀疑迁移的部分原因是为了躲避寄生虫和捕食者。)

他说，“综合来看，这使得大量的小红蛱蝶抵达欧洲——包括英国、瑞典和德国，以及其他远离撒哈拉以南非洲的国家”。

该研究不仅将出现在欧洲的蝴蝶品种与撒哈拉以南的非洲地区联系起来，还揭示了它们专业的迁徙者身份。不仅往返多达8700英里，而且与许多昆虫不同的是，它们在穿越世界上最大的沙漠之一。斯特凡内斯库说：“这是有记录的昆虫最长的迁徙周期，很独特。”

研究人员还发现，在迁徙中，风很可能也发挥了作用。与鸟类不同，蝴蝶的飞行受风的影响，也借助风来穿越沙漠。

气候变化的深远影响

这项研究揭示了世界上不同地区的生态系统是如何互相联结，而这对环境保护和虫害控制都具有重要的意义。

以草地贪夜蛾为例，这是一种生于美洲热带和亚热带地区的害虫，以玉米为食。2016年，非洲也开始出现它的身影，如今研究人员担心成年蛾是否可能进入欧洲。

一大疑问在于，它是否能够以及要如何穿越撒哈拉沙漠。据联合国粮食及农业组织（FAO）研究迁徙性害虫的基思·克莱斯曼所说，草地贪夜蛾的飞行能力与小红蛱蝶没有什么不同。他说：“草地贪夜蛾也能这么做。”，即沿着同样的路线去欧洲。

研究还提醒我们，气候变化的影响是复杂而深远的。它可能会使一个特定的地区变得更加干燥或者更加湿润，进而对数千英里之外造成影响。奥伯豪斯说：“我们需要全面考虑，特别是对迁徙物种而言。”

例如，气候变化可能改变气旋的强弱。这很可怕，克莱斯曼表示，从历史上看，气旋是蝗灾的始作俑者，非洲和中东地区始于2018年的蝗虫爆发，就是沙特阿拉伯东部地区的异常暴雨所致。

保护者们现在也在努力拯救一些有迁徙特性的昆虫，比如帝王蝶。东部帝王蝶是北美最常见的蝴蝶品种，但其数量在过去20年里下降了80%以上。奥伯豪斯认为，气候变化可能会使情况变得更糟。了解物种的迁移，有助于科学家掌握哪些栖息地需要特别保护。

一只小红蛱蝶飞过夏季丁香花。供图：Getty Images

至于小红蛱蝶，即使是在气候变化的影响下，它们的情形似乎也还不错。撒哈拉以南的非洲地区，暴雨正变得更加突然，也更加泛滥。研究作者写道：“这些变化无疑将影响到撒哈拉以南的小红蛱蝶的代际繁殖，以及它们向欧洲的迁徙。但这些变化对它们，对我们，究竟导致什么结果，很难预测。”

蝴蝶效应，正是如此。

**本文编译自2021年6月25日发表于Vox的文章：A real-life butterfly effect: How weather in Africa drives butterfly bursts in Europe