帝王蝶和马利筋：探测植物，传粉者的伙伴关系
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随着帝王蝶数量的减少，为一年一度的迁徙做准备，威廉与玛丽植物生态佳博体育的两名本科生花了一个夏天的时间，试图更深入地了解它们赖以生存的植物。
15岁的梅丽莎·嘿和15岁的赖利·汉森都从美国花园俱乐部获得了研究资金，用于研究马利筋植物与传粉者和毛毛虫之间的相互作用，后者依赖马利筋进行繁殖和食物。
帝王蝶的数量以惊人的速度下降。生物多样性中心和其他机构的环保人士最近在8月底向美国鱼类和野生动物管理局请愿，要求将《濒危物种法》的保护范围扩大到滤水斑蝶身上，称其在20年内下降了90%。
蝴蝶在墨西哥的越冬地越来越多地被砍伐，美国中西部的农民正在种植更多的转基因作物。这种作物可以抵抗除草剂，使农民可以更自由地喷洒除草剂。马利筋是黑脉金斑蝶产卵的唯一植物，经常在农田的边缘被发现。但它无法抵抗除草剂。据该中心发布的一份新闻稿称，气候变化、杀虫剂和城市扩张也在密谋危害帝王蝶。
Hey和Henson说，他们的研究并不能解决这一危机，但他们希望这将有助于加深对马利筋与蝴蝶、甲虫、黄蜂和其他昆虫之间进化关系的理解。
即使没有帝王蝶，马利筋也是一个值得研究的课题，因为它进化出了一整套防御系统来抵御食草动物。
为了达到这个目的，Hey在温室里度过了她夏天的大部分时间，而Henson则在地里挥汗如雨。
“我非常保护他们。”
她是生物学专业的学生，从种子中培育马利筋植物，并将它们以不同的密度移植到米林顿大厅温室的花盆里。她订购了七月底到达的帝王毛虫，把它们放在植物上。在野外，帝王蝶只在马利筋上产卵，而且每株马利筋上只有一个卵，这使得马利筋对它们的生存至关重要。
“我从这些植物还是种子的时候就开始研究它们了，”她说。“我非常保护他们。有一天，威廉斯堡气温高达95华氏度，我整个下午都在温室里，因为我担心植物是否能得到足够的水分。我真的不能让它们烧焦。”
Hey正在研究密集种植的马利筋与稀疏种植的马利筋对被食用的反应是否不同。马利筋对食草动物有三种防御：它会分泌乳胶（它的名字就是以这种多汁的白色“奶”命名的），它的茎和叶上会长出保护性的毛发状结构，它会产生类固醇，这种类固醇对大多数食草动物有毒，但对黑脉金斑蝶毛虫无害。
“植物的反应比你最初想象的要灵敏得多，”Hey说。“马利筋是一种非常值得研究的植物，因为它有很多防御特性。许多植物没有这些特征。许多植物都会有这样或那样的表现。但马利筋有三种不同的方式来保护自己不受食草动物的侵害，这一事实真的很有趣，也给这种植物带来了很多个性。”
今年秋天，他们将在佳博体育里测试植物组织样本，以测量在不同密度下产生的心髓内酯的水平。美国花园俱乐部的大部分资金，加上查尔斯中心荣誉奖学金的资金，都用于购买进行高效液相色谱分析的设备。她怀疑拥挤的植物会产生更少的毒素，因为它们的大部分能量将用于争夺水和营养。
她说：“我们希望尽可能多地了解情况，尤其是在帝王蝶数量下降的情况下。”“当你看到这么大的问题时，真的很难找到导火索，”她说。“我们知道，由于栖息地的丧失和各种其他因素，乳草也在减少……我们掌握的拼图越多，我们就越能把它们组合在一起。”
也许没有比这更好的地方来进行这样的研究了，据说帝王蝶的名字是为了纪念奥兰治的威廉，或者威廉三世国王，他和玛丽女王二世一起根据皇家宪章建立了这个学院。
Hey的研究也超越了她自己的佳博体育工作，因为她和植物生态佳博体育的助理生物学教授Harmony Dalgleish将新鲜的帝王蝶蛹捐赠给了沃尔辛厄姆学院，这样小学生就可以在它们出现和学生们释放它们时了解它们的生命周期。
“就像看肥皂剧一样”
汉森主修生物学和环境科学，她也研究了马利筋的密度，但采用了不同的方法：她正在测量访问不同密度斑块的传粉媒介的多样性。
她说：“我想研究动物和植物之间的关系，这种关系已经进化了数亿年，马利筋项目给了我一个机会来研究昆虫传粉者和与它们共同进化的植物之间的关系。”
虽然黑脉金斑蝶在吸取花蜜时确实会给乳草授粉，但授粉并不是它们的主要关系。黑脉金斑蝶主要需要马利筋作为其幼虫的寄主植物。马利筋似乎根本不需要贪婪的帝王蝶。其他昆虫完成了大部分授粉工作。
“我的研究虽然没有直接研究帝王蝶，但它让我们对与传粉媒介有关的乳草种群动态有了很多了解。很明显，如果没有传粉者，我们就不会有我们现在看到的健康的乳草种群。授粉使马利筋种群的基因更加多样化，这真的很重要，因为它允许种群适应、进化，甚至可能与与这些植物紧密相连的君主进一步共同进化。”
汉森整个夏天都是在田野里度过的——约克镇的一片马利草地——在那里，她会站在离植物一米远的地方，数每一只拜访过它的昆虫，不管它是否被认为是传粉者。
她还用高清摄像机对马利筋花头或伞形花进行了长达30分钟的训练，之后对录像进行分析。
“这是一个很好的机会，因为它真的让我可以近距离观察，”她说。“后来我可以停下来，我可以真正识别出在野外很难识别的昆虫。我看了好几个小时的镜头，你真的会沉浸其中，就像看肥皂剧里的昆虫角色一样。它们会以有趣的方式相互作用。”
汉森还没有完成她的研究，但她说，她在夏天结束时的印象是，一些物种——即东部木蜂和士兵甲虫——不管马利筋的密度如何，都承担了大部分的授粉任务。
“保持昆虫传粉媒介领域的多样性也很重要，这样如果有一种传粉媒介在一年里表现不佳，或者突然开始表现不佳，你仍然会有其他昆虫接手并继续授粉。
“这与密度相关很重要，因为如果马利筋的种群密度降低，导致传粉媒介多样性减少，那么其中一种传粉媒介在一年里表现不佳或停止授粉的风险就会高得多。”
