一位美国国家科学基金会研究生研究员近距离观察马利筋
黑脉金斑蝶必须在种植的地方生长（或者更确切地说，是在产卵的地方），但大卫·德拉马特说，如果他是一只有选择的黑脉金斑蝶毛虫，他会选择新英格兰一处不错的马利筋。
德拉马特是威廉玛丽大学生物系的一名硕士生。他正在研究马利筋的地区差异，以及这些差异对北美东部帝王蝶种群的影响。他被美国国家科学基金会授予研究生研究奖学金。
德拉马特解释说，这笔奖学金是“对我作为一名科学家的投资”。这是一个为期三年的奖项，每年34,000美元，将帮助他在一个顶尖的博士项目中找到一席之地。他在地区马利筋变异方面的硕士研究为他申请国家科学基金会奖学金提供了支持。
他解释说：“我的项目旨在研究普通马利筋的整个范围。”该项目建立在他的导师、助理教授达格利什（Harmony Dalgleish）发起的乳草实地采样工作的基础上。
“我想量化人群之间的差异，看看人口特征，他们是如何增长的，”德拉马特说。“我也在关注防御性和功能性的特质。”
常见的马利筋，Asclepias syriaca，以其与美国最具魅力的昆虫之一——帝王蝶的亲密共生关系而闻名。成年帝王蝶在马利筋上产卵。毛毛虫孵化并吃马利筋的叶子，在不同的阶段生长，被科学家称为“幼虫”。在适当的时候，每只毛毛虫会蜷缩成j形，然后旋转成蛹，成年蝴蝶带着翅膀和一切从蛹中出来。
对于帝王蝶——毛虫或成虫——马利筋很重要。De La Mater指出，帝王蝶不仅从马利筋中获取营养，还能抵御捕食者。马利筋中的“奶”充满了一种叫做硬核内酯的化合物，对几乎所有的捕食者都有毒，但对帝王蝶来说不是问题。
叶组织，发育中的帝王蝶毛虫的食物，也富含有毒化合物。事实上，黑脉金斑蝶以其隔离硬核苷的能力而闻名，从而使毛虫和成虫都不受捕食者的欢迎。
但是这些防御性毒素的数量在普通马利筋的范围内是不同的，正如植物的营养价值一样，由高氮碳比所代表。
“如果我是一只帝王蝶毛虫，我会寻找一种富含这些有毒化合物的植物，”德拉马特说。“我还想要一种含有大量氮的植物，也许没有那么多碳。”
他说，对普通马利筋的田间研究显示出一些规律：东部的植物氮碳比更高，而北部的植物有毒化合物含量更高。
“我的假设是这样的：如果我是一只帝王蝶毛虫，我会更喜欢吃东北部的植物，而不是中西部的植物，”他说。“所以，是的——来自新英格兰的马利筋。”
德拉马特正在进行一项被称为“普通花园实验”的实验。他带来了从美国东部各地挖来的马利筋植物，并把它们种在威廉玛丽综合科学中心（William & 玛丽’s Integrated Science Center）楼顶温室的花盆里。他说，这个想法是为了观察马利筋在一个统一的环境中生长时，它们的氮碳比和硬核素水平会发生什么变化。
他把这些植物称为“家伙”，而这些家伙表现出相当大的变化。它们都是叙利亚阿斯克勒皮亚的标本它们得到了完全相同的薄层色谱，但差异是显而易见的。有矮小的植物，瘦弱的植物，叶子发黄的蓬乱的植物，还有看起来能养活一大群毛毛虫的粗壮植物。
“这很简洁。我喜欢走进这里，想象这是这个物种的整个范围的代表，”德拉马特说。即使在这种普通的环境中，你也能看到物种之间的差异。我看着这个系列，说整个系列明显存在差异。”
De La Mater一直在测试这些植物的核苷含量和氮碳比。在第一次测试中，当植物在田间被收集时，显示出相当多的变化，但在植物在温室中定居一段时间后，奇怪的事情发生了。
他说：“在温室里待了一年之后，它们的含量都和叶子中的化合物含量差不多。”“这是一个非常有趣的发现。我预料到了，但没想到效果会如此剧烈。看到他们都平了，真是太棒了。”
温室马利筋内部化学成分的平衡是一个很好的迹象，表明营养和毒素成分的差异是环境差异，而不是遗传差异。
“这对黑脉金斑蝶来说很重要，因为这是它们主要吃的植物，”德拉马特说。“90%的东部迁徙帝王蝶以普通马利筋为食。”
他解释说，如果你在秋天在美国东部或加拿大看到一只帝王蝶，它是迁徙或滞育一代的成员。这些蝴蝶千里迢迢来到墨西哥，在杉树上越冬。
他说：“这些树有一些特殊的特性，可以让蝴蝶在冬天存活下来，让它们在不消耗太多能量的情况下存活下来。”越冬的黑脉金斑蝶在春天结束滞育，开始有性繁殖，然后飞到德克萨斯州进行繁殖。
第二代继续向东北迁移。德拉马特说，需要三到五代帝王蝶返回，才能在这个范围内繁衍后代，并产生下一代墨西哥迁徙的后代。
他还补充说，还有另外两个种群的帝王蝶。有一群企鹅在落基山脉和加州海岸的越冬地之间迁徙。南佛罗里达的一群蝴蝶是不迁徙的。
东部黑脉金斑蝶的数量正在下降，研究人员列举了一系列原因，包括栖息地丧失、杀虫剂的使用和马利筋的减少。（佛罗里达和西海岸的黑脉金斑蝶种群没有遇到麻烦。）
他使用高效液相色谱法（HPLC）和光谱辐射测定法分析马利筋叶子中不同的菊石内酯化合物。最近，De La Mater将他的研究扩展到了帝王毛虫本身。利用从商业供应商那里获得的卵，德拉马特在一个受控的环境中用从他的温室植物中收获的叶子来饲养毛毛虫。利用生长室，他可以看到毛毛虫从马利筋中得到了多少好处，并进行区域比较。
他解释说：“我们想要捕获所有的粪便，并将其与体重增加进行比较，看看它们将叶子组织转化为体重的效率如何。”
到目前为止，他养育了两对君主。他不需要等待季节的转变：他对光线的控制使他能够快速启动他的君主的发展周期。
De La Mater的工作将通过量化马利筋营养/毒素水平的区域差异来帮助理解这一问题。
“我知道很多变化与环境条件有关——气候、纬度、降水的变化，”他说。“这在很大程度上与它的生长地点有关。这就是我想做这个的原因，看看在没有环境变化的情况下，植物是否有任何变化。”