半個(gè)世紀(jì)前，氣象學(xué)家愛(ài)德華·洛倫茲觀察到，在一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中，一個(gè)小變化就可以產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。針對(duì)這種現(xiàn)象，他提出了一個(gè)詞——“蝴蝶效應(yīng)”，意為蝴蝶扇動(dòng)翅膀就能夠改變天氣。
但有時(shí)，是天氣改變了蝴蝶。
在本周發(fā)表的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家提出，撒哈拉以南非洲地區(qū)的降雨量，不僅作用于當(dāng)?shù)刂脖簧L(zhǎng)，同時(shí)影響著4000多英里外歐洲大陸上小紅蛺蝶在夏季的數(shù)量。
作者表示，這些蝴蝶，正如它們的名字，色彩斑斕。它們完成著所有昆蟲(chóng)中已知最長(zhǎng)的遷徙路線，從斯堪的納維亞半島到撒哈拉沙漠南部。如果當(dāng)年冬季非洲植被豐茂，就會(huì)有更多的蝴蝶在幾個(gè)月后到達(dá)歐洲。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上，其中講述了一次非凡而大膽的遷移。但更重要的是，它向我們揭示了全世界生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)方式，并引發(fā)疑問(wèn)：即動(dòng)態(tài)變化的氣候?qū)⑷绾螌?duì)遷徙物種，甚至害蟲(chóng)，造成影響；而這些影響又將對(duì)全球的氣候，乃至每個(gè)人的生活造成怎樣的影響？
已知小紅蛺蝶在所有昆蟲(chóng)中是遷徙路線最長(zhǎng)的 / Oriol Massana Valeriano
蝴蝶之謎
小紅蛺蝶有著橙黑間雜的翅膀，頂端有白色的斑點(diǎn)，有時(shí)會(huì)被誤認(rèn)為著名的帝王蝶。盡管人們往往更關(guān)注它漂亮的外表，但帝王蝶的遷徙實(shí)際上非常“宏大”——從美國(guó)和加拿大向墨西哥中部森林。而小紅蛺蝶則似乎更為常見(jiàn)，是地球上分布最廣的蝴蝶品種，除南美洲和南極洲外，所有大陸都有它們的存在。
如帝王蝶、鳥(niǎo)類和其他數(shù)百種昆蟲(chóng)一樣，小紅蛺蝶會(huì)隨著季節(jié)變化遷徙。它們對(duì)寒冷的忍耐度較低，所以當(dāng)氣溫開(kāi)始下降時(shí)，它們就開(kāi)始往赤道方向進(jìn)發(fā)。然而，與候鳥(niǎo)不同的是，這些帶翅膀的小動(dòng)物全年都在繁殖，數(shù)千英里的旅行中同時(shí)包含了好幾代。
這項(xiàng)新研究的共同作者、西班牙格拉諾勒斯自然科學(xué)博物館的蝴蝶研究員康斯坦蒂·斯特凡內(nèi)斯庫(kù)說(shuō)：“整個(gè)旅程不是只有同一批蝴蝶，每一代都‘摻了一腳’。”
但是，雖然小紅蛺蝶很常見(jiàn)，但幾十年來(lái)，它們的遷徙一直讓研究人員摸不著頭腦。
歐洲的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，夏季許多小紅蛺蝶在那里出沒(méi)，但它們種群的繁榮或敗落卻并不遵循某個(gè)模式。有時(shí)在連續(xù)幾年內(nèi)，它們數(shù)量的變化幅度就能達(dá)到100倍。某年夏天大量涌現(xiàn)，而下一年，就只剩幾只蝴蝶飛來(lái)飛去。
昆蟲(chóng)學(xué)家很早就開(kāi)始懷疑，這與蝴蝶的過(guò)冬地點(diǎn)有所關(guān)聯(lián)——但他們不一定想到遙遠(yuǎn)的沙漠扮演了如此重要的作用。
一只小紅蛺蝶在南加州 / Getty Images, Ron Reznick / VW Pics / Universal Images Group
遷徙專家
為了弄清是什么在影響歐洲蝴蝶的數(shù)量，一個(gè)研究小組將夏季出現(xiàn)的蝴蝶數(shù)量與非洲部分地區(qū)的氣候和環(huán)境數(shù)據(jù)，例如植被的預(yù)測(cè)，進(jìn)行比較。
他們的確有所發(fā)現(xiàn)：在大量小紅蛺蝶抵達(dá)歐洲的幾個(gè)月前，撒哈拉沙漠以南的西非地區(qū)，可能得益于降雨量激增，植被——即毛毛蟲(chóng)的食物——出現(xiàn)了瘋長(zhǎng)。
這揭示了，遙遠(yuǎn)北方斯堪的納維亞半島的蝴蝶，也會(huì)受到乍得和尼日利亞等國(guó)棲息地的影響。研究帝王蝶的專家、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校昆蟲(chóng)學(xué)教授凱倫·奧伯豪斯，盡管沒(méi)有親身參與這項(xiàng)研究，贊嘆道：“太棒了，真的。你永遠(yuǎn)不會(huì)想到這么遠(yuǎn)的地方發(fā)生的事情也有影響。”
而研究人員表示，具體的影響在于可獲得的食物。
通常情況下，撒哈拉沙漠的南部邊緣地帶沒(méi)有什么植被，這意味著小紅蛺蝶的毛毛蟲(chóng)——一種灰褐色帶黃色條紋和尖刺的生物——難以獲得食物，因此小紅蛺蝶的數(shù)量也無(wú)法增長(zhǎng)。此外，成蟲(chóng)也很難采集花蜜來(lái)為未來(lái)的長(zhǎng)途飛行供給能量。
小紅蛺蝶的毛毛蟲(chóng)。供圖：Getty Images/iStockphoto
可是偶爾，這一地區(qū)會(huì)迎來(lái)暴雨，植物的數(shù)量也隨之激增。毛毛蟲(chóng)大口大口地吞食著植物大餐，蝴蝶的數(shù)量也由此爆發(fā)。論文的共同作者、埃克塞特大學(xué)研究動(dòng)物遷徙的副教授杰森·查普曼說(shuō)，因?yàn)樾〖t蛺蝶并非每年都會(huì)大量出現(xiàn)，所以也很少受到寄生蟲(chóng)和捕食者的影響。（查普曼同時(shí)懷疑遷移的部分原因是為了躲避寄生蟲(chóng)和捕食者。)
他說(shuō)，“綜合來(lái)看，這使得大量的小紅蛺蝶抵達(dá)歐洲——包括英國(guó)、瑞典和德國(guó)，以及其他遠(yuǎn)離撒哈拉以南非洲的國(guó)家”。
該研究不僅將出現(xiàn)在歐洲的蝴蝶品種與撒哈拉以南的非洲地區(qū)聯(lián)系起來(lái)，還揭示了它們專業(yè)的遷徙者身份。不僅往返多達(dá)8700英里，而且與許多昆蟲(chóng)不同的是，它們?cè)诖┰绞澜缟献畲蟮纳衬弧Ｋ固胤矁?nèi)斯庫(kù)說(shuō)：“這是有記錄的昆蟲(chóng)最長(zhǎng)的遷徙周期，很獨(dú)特。”
研究人員還發(fā)現(xiàn)，在遷徙中，風(fēng)很可能也發(fā)揮了作用。與鳥(niǎo)類不同，蝴蝶的飛行受風(fēng)的影響，也借助風(fēng)來(lái)穿越沙漠。
氣候變化的深遠(yuǎn)影響
這項(xiàng)研究揭示了世界上不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)是如何互相聯(lián)結(jié)，而這對(duì)環(huán)境保護(hù)和蟲(chóng)害控制都具有重要的意義。
以草地貪夜蛾為例，這是一種生于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)的害蟲(chóng)，以玉米為食。2016年，非洲也開(kāi)始出現(xiàn)它的身影，如今研究人員擔(dān)心成年蛾是否可能進(jìn)入歐洲。
一大疑問(wèn)在于，它是否能夠以及要如何穿越撒哈拉沙漠。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）研究遷徙性害蟲(chóng)的基思·克萊斯曼所說(shuō)，草地貪夜蛾的飛行能力與小紅蛺蝶沒(méi)有什么不同。他說(shuō)：“草地貪夜蛾也能這么做。”，即沿著同樣的路線去歐洲。
研究還提醒我們，氣候變化的影響是復(fù)雜而深遠(yuǎn)的。它可能會(huì)使一個(gè)特定的地區(qū)變得更加干燥或者更加濕潤(rùn)，進(jìn)而對(duì)數(shù)千英里之外造成影響。奧伯豪斯說(shuō)：“我們需要全面考慮，特別是對(duì)遷徙物種而言。”
例如，氣候變化可能改變氣旋的強(qiáng)弱。這很可怕，克萊斯曼表示，從歷史上看，氣旋是蝗災(zāi)的始作俑者，非洲和中東地區(qū)始于2018年的蝗蟲(chóng)爆發(fā)，就是沙特阿拉伯東部地區(qū)的異常暴雨所致。
保護(hù)者們現(xiàn)在也在努力拯救一些有遷徙特性的昆蟲(chóng)，比如帝王蝶。東部帝王蝶是北美最常見(jiàn)的蝴蝶品種，但其數(shù)量在過(guò)去20年里下降了80%以上。奧伯豪斯認(rèn)為，氣候變化可能會(huì)使情況變得更糟。了解物種的遷移，有助于科學(xué)家掌握哪些棲息地需要特別保護(hù)。
一只小紅蛺蝶飛過(guò)夏季丁香花。供圖：Getty Images
至于小紅蛺蝶，即使是在氣候變化的影響下，它們的情形似乎也還不錯(cuò)。撒哈拉以南的非洲地區(qū)，暴雨正變得更加突然，也更加泛濫。研究作者寫道：“這些變化無(wú)疑將影響到撒哈拉以南的小紅蛺蝶的代際繁殖，以及它們向歐洲的遷徙。但這些變化對(duì)它們，對(duì)我們，究竟導(dǎo)致什么結(jié)果，很難預(yù)測(cè)。”
蝴蝶效應(yīng)，正是如此。
**本文編譯自2021年6月25日發(fā)表于Vox的文章：A real-life butterfly effect: How weather in Africa drives butterfly bursts in Europe
