med sina ljusa orange nyanser och långa migration är monarch butterflies (Danaus plexippus) en av världens mest ikoniska insekter. Men deras befolkning har stadigt sjunkit under de senaste decennierna när de möter livsmiljöförlust och andra hot.
Monarch butterfly livscykel
monarker går igenom fyra livssteg: ägg, larva, pupa och vuxen.
de kan para sig flera gånger, ibland i 16 timmar i taget, varefter kvinnan omedelbart börjar lägga ägg på mjölkväxter, enligt Monarch Joint Venture (MJV), ett ideellt partnerskap mellan organisationer som underlättar monarkbevarande. Monarch ägg är ungefär lika stor som ett knappnålshuvud och är fotboll formade, med vertikala åsar, sade Laura Lukens, den nationella övervakningskoordinator för MJV. Äggen är benvita till gula.
kvinnliga monarkfjärilar lägger vanligtvis 300 till 500 ägg på olika arter av mjölkväxter (Asclepias sp.), men de har varit kända för att lägga mer än 1100 ägg i fångenskap, enligt MJV. Men bara cirka 10% av dessa ägg överlever till larvstadiet på grund av kraftig predation av spindlar och stinkbuggar, sa Lukens. Det tar äggen ungefär tre till fem dagar att kläcka.
från ägget framträder en liten, randig larv eller fjärillarva. Larva är termen för en insekts tillväxtstadium. När de lilla monarklarverna växer blir de för stora för sin halvstyva exoskelett och måste smälta och ersätta detta yttre lager fem gånger, enligt MJV. Perioden mellan varje molt kallas en instar.
denna tillväxtperiod varar inte länge — de första fyra instarerna varar mellan en och tre dagar vardera, och den femte instaren varar mellan tre och fem dagar. Mellan den första och femte instaren kan monarker växa från drygt 0,08 tum (2 millimeter) lång till 1,75 tum (45 mm) lång.
i slutet av larvstadiet hittar larven en säker plats att hänga från så att den kan övergå till en fjäril. En gång fäst, kastar larven sin hud en sista gång för att avslöja en jadegrön mantel eller chrysalis.
även om en chrysalis är som en kokong genom att den tjänar till att skydda den utvecklande insekten, är de inte desamma. Kokonger är silkebeläggningar gjorda uteslutande av malar, medan chrysalises är hårda exoskeletoner som inte är gjorda av siden.
under denna övergång från larv till vuxen kallas monarken en pupa. Vid normalt sommarväder kan poppstadiet pågå mellan åtta och 15 dagar. Efter pupa-scenen framträder monarken från sin chrysalis som en fjäril.
monarkfjärilar har orange vingar korsade av en gitter av svarta vener. Kvinnor är mörkare i färg och har tjockare vener, medan män har två svarta fläckar på venerna i bakvingarna, enligt MJV. Vingarnas kant är svart med vita, bruna och gula fläckar hos både män och kvinnor. En monarks vingbredd är 3 till 4 tum (7 till 10 centimeter), enligt National Wildlife Federation.
är de giftiga?
vuxna monarker är giftiga för de flesta av deras potentiella rovdjur. Detta beror på att monarkerna under larvstadiet uteslutande matar på mjölkvävssaft, som innehåller giftiga steroider som kallas cardenolider, enligt MJV. Monarker har utvecklats för att tolerera den giftiga saften, åtminstone i en utsträckning; en larva som äter för mycket av växtens latex kan uppleva tillfällig förlamning eller anfall.
Cardenolides, även känd som hjärtglykosider, liknar digitalis, en växtförening som används i medicin för att hjälpa till med hjärtsjukdomar, enligt JourneyNorth, ett medborgarvetenskapligt program som drivs av University of Wisconsin-Madison Arboretum.
vuxna monarker behåller de toxiner de åt som larver, vilket gör dem giftiga för rovdjur som fåglar, grodor och ödlor, enligt EN 2018-recension publicerad i tidskriften Current Biology. Monarkernas ljusa färger och djärva markeringar fungerar som en varningssignal om deras toxicitet för andra varelser. Även om de flesta fåglar lär sig att associera en giftig insekts ljusa färger med bitterhet och kräkningar, har vissa fågelarter i Mexiko, såsom den svarta huvudet grosbeak (pheucticus melanocephalus), utvecklats för att njuta av monarkernas smak och har inga problem med att äta de bittra fjärilarna, som rapporterats i en studie från 1981 publicerad i tidskriften Nature.
Var bor de och varför migrerar de?
monarkfjärilar är infödda i Nord-och Sydamerika, men lever nu runt om i världen. Det finns två arter av monarkfjärilar, Danaus plexippus och Danaus erippus.
D. plexippus bor i Nord-och Sydamerika, inklusive den berömda befolkningen som migrerar mellan Mexiko och Kanada. Denna art finns också i delar av Australien och andra länder i Oceanien, Plus Indonesien, Portugal, Spanien och delstaten Hawaii. Biologer tror att fjärilarna som initierade dessa avlägsna populationer antingen hitched rider på fartyg som kommer från Nordamerika, eller gjorde flygningen själva, enligt en studie från 2014 i tidskriften Nature.
D. erippus bor bara i Sydamerika, och dess befolkning överlappar inte med D. plexippus. Båda arterna har migrerande och icke-migrerande populationer, enligt MJV.
även om det finns några migrerande monarker i Australien, kan de två nordamerikanska populationerna av D. plexippus-monarker vara de mest kända. ”Jag tror att människor är så i vördnad för dem eftersom de har denna fantastiska migration,” sade Lukens.
relaterat: i foton: den spektakulära migrationen av monarkfjärilar
en av de migrerande nordamerikanska befolkningarna bor väster om Rocky Mountains, medan den andra bor öster om dem, sa Lukens. De två populationerna är inte genetiskt olika, men de har olika migrationsmönster.
den östra befolkningen av monarkfjärilar tillbringar hösten och vintern i ett litet område av bergen i Michoac Usbi, Mexiko, enligt MJV. Fjärilarna kluster i granar när temperaturen varierar från 32 till 59 grader Fahrenheit (0 till 15 grader Celsius). Under denna period är monarkerna i ett tillstånd av diapause, vilket liknar en viloläge. De äter inte; istället överlever de genom att använda fettbutiker som de ackumulerade på deras migration söderut, enligt en studie från 2006 i integrativ och jämförande biologi. De skakar också för att hålla sig varma.
relaterat: Kalla snaps utlöser monarkfjärilmigrationer
i Mars, längre dagar och varmare temperaturer är sannolikt vad cue monarkerna att avsluta sin diapause, börja reproducera, och migrera norrut, enligt University of Michigan. Fjärilarna kommer att börja ta sig in i norra Mexiko och södra USA, enligt MJV.
när de övervintrande vuxna dör kan de ha levt i nio månader. Successiva generationer av vår-och sommarmonarker lever i två till sex veckor, enligt MJV. När nya generationer föds fortsätter de att migrera norrut, så långt som södra Kanada. När de flyttar norrut söker de efter gräsmark eller jordbruksmiljö där mjölkväv och andra blommande växter växer som erbjuder nektar för vuxna.
den sista generationen, vanligtvis fjärilar födda efter mitten av augusti, går in i reproduktiv diapause och gör den långa resan tillbaka till Mexiko utan att reproducera, enligt MJV. Beroende på var de föddes kan detta flyg vara upp till 3000 miles (4800 kilometer) och kan ta upp till två månader, enligt US Forest Service.
relaterat: Monarch butterfly födelseplatser pekade
från oktober till februari övervintrar vuxna fjärilar i den västra befolkningen längs Kaliforniens kust på infödda Monterey cypress och Monterey tallar, liksom icke-infödda eukalyptusträd, enligt MJV. Denna befolkning börjar migrera norr och öster från Kaliforniens kust i mitten av februari, reser så långt som södra Kanada men stannar väster om Rocky Mountains.
inte alla monarkfjärilar är migrerande. Till exempel finns det populationer i Florida som inte migrerar, och det är oklart om någon blandning händer mellan dem och migrerande monarker, enligt MJV.
Södra monarker (Danaus erippus) lever bara i Sydamerika och anses vara distinkta arter från monarkfjärilarna i Nordamerika, enligt en studie publicerad i Linnean Society Biological Journal. Vissa grupper av södra monarker i nordvästra Argentina och de bolivianska Anderna och låglandet migrerar säsongsmässigt, medan andra grupper i de bolivianska låglandet verkar vara invånare året runt, enligt en studie från 2015 publicerad i tidskriften Biotropica.
Hur navigerar de?
exakt hur monarker navigerar över sådana stora avstånd är lite av ett mysterium, men forskare misstänker att de resande insekterna använder en kombination av sin interna klocka, solen och magnetiska receptorer för att komma dit de behöver gå, enligt MJV.
monarker migrerar på dagtid, och studier tyder på att monarker kan navigera med hjälp av en solkompassmekanism, som innehåller signaler från fjärilarnas biologiska klocka med solens plats. Men monarker migrerar fortfarande på molniga dagar när solen är dold, så det är troligt att fjärilarna också använder en intern magnetisk kompass för att navigera. En studie från 2014 publicerad i tidskriften Nature fann att monarker orienterar sig med en intern kompass som förlitar sig på ultravioletta ljussensorer i sina antenner. När de utsätts för ultraviolett ljus kan monarkfjärilar peka sig söderut även om de inte kan se solen.
är monarkfjärilar hotade?
befolkningen i nordamerikanska monarkfjärilar har minskat drastiskt sedan 1990-talet, från nästan 1 miljard vuxna till bara 35 miljoner. Förlust av livsmiljö på grund av utveckling och användning av jordbruksherbicider som dödar mjölkväv är de främsta orsakerna, enligt en studie från 2016 som publicerades i tidskriften Insect Science. Förlusten av växter som ger nektar för fjärilarna kan också påverka populationer, sade Lukens.
att plantera inhemska mjölkväxter och andra inhemska växter som erbjuder nektar hjälper till att stödja monarkpopulationer, enligt MJV. Forsknings-och bevarandegrupper som Michigan State University och Xerces Society for Invertebrate Conservation erbjuder mer specifika förslag på sätt att skapa och underhålla fjärilsmiljöer hemma och på offentliga platser. Att arbeta för att skydda monarker hjälper också andra pollinatorarter, som insekter och fåglar, sade Lukens.
relaterat: monarkfjärilar som anses vara hotade arter status
i December 2020, efter en bedömning av monarkfjärilpopulationen, USA. Fish and Wildlife Service drog slutsatsen att ” notering av monarken som hotad eller hotad enligt lagen om hotade arter är motiverad, men utesluten av åtgärder med högre prioritet.”Beslutet ger monarker ”kandidat” status, och arten kommer att fortsätta att övervägas för notering varje år tills ett beslut fattas.