百年历史的植物学记录可能是帝王蝶存活的关键
博物学家100多年前的记录可能有助于决定帝王蝶在21世纪的命运。
杰克·博伊尔是威廉与玛丽大学梅隆大学环境科学与政策博士后研究员，他一直在利用网络挖掘数百万份有百年历史的植物学记录，以追踪美国马利草的丰度模式。
他的希望是解决农业创新是如何影响黑脉金斑蝶自然栖息地的难题。博伊尔利用最近数字化的植物标本馆记录来了解过去的情况，旨在预测马利草的未来。
博伊尔说：“这些记录的来源是这些古老的野外分类学家，他们出去收集标本，然后坐在博物馆里给它们贴上标签。”“对于这些藏品中的大多数，可能没有人想到这种研究是可能的。”
普通的马利筋——或者Asclepias syriaca——以其与君主的共生关系而闻名。这种植物是这种昆虫的主要繁殖栖息地。蝴蝶在马利筋上产卵，在马利筋上孵化，吃马利筋的叶子，在马利筋上度过生命的下两个阶段。
从历史上看，马利筋是在玉米和大豆田里生长的，就生长在一排排之间或农田的边缘。
博伊尔说：“这是乳草真正喜欢的受干扰的环境。”
博伊尔说，家庭农场的减少对工业化农业的支持极大地改变了马利筋的栖息地。他说，在美国造成马利筋减少的最大原因之一是转基因生物（或GMOs）和抗除草剂大型作物的出现。
博伊尔说：“根据过去一二十年的研究，我们越来越担心马利筋正在减少，因为对抗除草剂作物使用除草剂。”“我们开始向所有这些田地喷洒除草剂。庄稼还好，但它杀死了所有的马利筋。由于马利筋是帝王蝶的主要寄主植物，这可能会影响帝王蝶的数量。因此，这些抗除草剂作物间接地与蝴蝶数量的减少有关。”
在过去的一个世纪里，美国农业的变化导致了国家景观的根本转变。农作物经过基因改造，可以抵抗害虫和除草剂。该国的平均农场规模迅速增长，同时农场数量也在迅速减少。据统计，自1900年以来，美国农场的数量减少了63%，而农场的平均规模却增加了67%一份报告由美国农业部提供。
对于像波义耳这样的科学家来说，农业上的创新带来了更大的问题。具体来说，自然界的变化对马利筋和帝王蝶意味着什么？在过去的一年里，博伊尔花了大部分时间与W&M生物学家哈莫尼·达格利什和约书亚·普泽一起研究乳草。
到目前为止，结果看起来很糟糕。博伊尔说，他发现马利筋在1950年出现了“大繁荣”，但从那以后，马利筋的数量一直在下降。据美国农业部称，廉价化肥和农药的快速发展始于20世纪40年代中期。今天，化学物质在农业中的使用是广泛的，因为作物已经经过基因工程改造，可以承受它们的影响。
与此同时，帝王蝶的数量以惊人的速度下降。在过去的20年里，科学家估计这种标志性的蝴蝶可能已经失去了超过1.65亿英亩的栖息地，大约相当于德克萨斯州的面积，其中包括近三分之一的夏季繁殖地。
生物多样性中心在2017年的一份报告中写道：“蝴蝶的急剧减少在很大程度上是由转基因作物的广泛种植造成的。”“农达和其他除草剂的使用急剧增加……几乎消灭了中西部玉米和大豆地里的马利筋。”
虽然博伊尔同意除草剂在减少乳草数量方面发挥了主要作用，但他的研究指出了其他可能同样重要的因素。特别是从小型农场向大规模经济作物的转变。
博伊尔说：“在马利筋生长的时期，美国各地的耕地面积也在增加。”“当涉及到了解现在有多少乳草时，这个因素是非常重要的——反过来，如果人类不忙于把所有这些曾经的草原变成大型单一栽培，我们可能会期望有多少帝王蝶。”
博伊尔说，转基因生物使农民能够将农业扩展到以前无法生存的土地上。虽然美国的工业化农业主要依靠小型农场的整合，但世界其他地区正在使用转基因生物在全新的气候条件下种植作物。例如，莫桑比克于2017年2月首次进行了抗旱玉米的限制性转基因大田试验。
“虽然这可能被认为是一件坏事，至少从严格的保护角度来看，它带来了一大堆其他问题，”博伊尔说。“比如，你如何权衡防止人们挨饿与保护物种和栖息地之间的关系？”
博伊尔计划在今年春天开设的一门名为“生物技术对环境保护的承诺与危险”的新课程中，向本科生提出这些伦理问题。
博伊尔说：“就转基因生物而言，我们将要讨论的很多内容都是转基因生物对农业的实际影响。”“它们是如何改变农业实践的，以及它是如何影响附近的野生景观的，或者它们已经不存在了，因为现在它们是农作物。”
他计划涉及的其他话题包括反灭绝，比如恢复长毛象的伦理问题，以及计划终止，比如改变携带疟疾的蚊子的基因以促使它们灭绝。
博伊尔说：“我们看重什么是非常重要的问题。“很多人会说，物种有自己的内在价值。如果是这样的话，那么导致一个物种灭绝的代价是相当高的。在你考虑做这些事情之前，它必须做很多有益的事情。”
