帝王蝶有着引人注目的橙色和黑色翅膀，是北美最容易辨认的蝴蝶之一。但它们现在陷入了困境。帝王蝶幼虫只能吃一种本土野花——乳草的叶子。随着乳草的消失，帝王蝶也消失了，甚至濒临灭绝。研究表明，在家庭花园中种植乳草可以为景观增添大量帝王蝶栖息地。
在《生态与进化前沿》杂志的一项新研究中，研究人员和社区科学家监测了城市马利筋植物中的蝴蝶卵，以了解是什么让这些城市花园更适合帝王蝶栖息。他们发现，即使是很小的城市花园也会吸引帝王蝶，并成为毛毛虫的家园。
“在这项研究中，我们发现帝王蝶能够找到马利筋，无论马利筋在哪里，即使它是在阳台和屋顶的花盆里，”菲尔德博物馆凯勒科学行动中心的地理信息系统分析师兼这项研究的主要作者卡伦·克林格说。
“乳草园的形状和大小各有不同，任何一个乳草园都可以为帝王蝶提供栖息地。”
帝王蝶的迁徙模式是昆虫中最不寻常、最艰难的。帝王蝶东部种群每年从墨西哥迁徙，然后在春季和夏季迁徙到北美各地。
“它们在迁徙过程中产卵，当成年个体亡后，下一代继续向北迁徙。它们会一路迁徙到加拿大南部，夏末时节，新一代超级一代诞生，它们一路向南迁徙，度过冬天，”克林格说。
由于每年需要多代以乳草为食的毛虫才能将帝王蝶从墨西哥迁徙到加拿大，因此帝王蝶在整个迁徙路径上都依赖于乳草植物。
“美国中西部的农田边曾经长满野生乳草，但现在农民使用杀虫剂杀了乳草。结果，美国中西部的帝王蝶的栖息地大量消失了，”克林格说。
随着马利筋的消失，帝王蝶的数量也随之减少;近年来，帝王蝶已被国际自然保护联盟和美国鱼类及野生动物管理局列为濒危物种。
“如果我们不尽快采取行动，帝王蝶将面临严重的困境，”菲尔德博物馆凯勒科学行动中心的首席保护生态学家、该论文的共同作者阿斯特·哈斯勒说。
由于帝王蝶过去所依赖的农村乳草已经大量消失，科学家们想知道城市地区的乳草园是否能够弥补这一差距。
“当时人们号召所有人全力以赴，在各个区域种植乳草，但人们忽视了城市地区，因为如果你看一下城市地区的地图，你会发现它们已经完全开发，没有可供种植乳草的土地，”克林格说。
克林格是菲尔德博物馆科学家在2019年领导的一项研究的合著者，该研究表明，即使是“混凝土丛林”也有空间容纳乳草植物，比如在人们的院子、小巷和屋顶上。
克林格领导的新研究是对这项早期工作的后续研究。“通过我们2019年的研究，我们发现很多适合乳草生长的空间科学家无法进入——我们无法进入人们的后院观察他们的乳草，所以有很多乳草我们无法解释，”克林格说。
“但我们也发现，居民们对种植乳草和支持帝王蝶有着很大的热情。因此，基于此，我们开展了一个社区科学项目，并以此为基础撰写了这篇新论文。”
克林格和哈斯勒与芝加哥地区的志愿者们合作，监测他们院子和社区里的乳草植物，防止帝王蝶在植物上产卵，以及毛毛虫吃掉乳草叶子。
“我们想要回答这个问题：这些城市乳草花园对帝王蝶的支持程度如何?每个人都想知道，我应该种什么?什么品种的乳草，多少株植物，花园有多大?有太多问题需要回答，所以我们希望能够利用这个项目及其数据来开始回答这些问题。”
克林格和哈斯勒培训了400多名社区科学家志愿者，教他们如何监测乳草中的帝王蝶卵和毛虫，并将结果汇报给研究人员。四年间，该团队收集了芝加哥地区810片乳草上的5,905次帝王蝶活动观测数据。本文分析了2020年至2022年的部分数据。
“我们鼓励在阳台上和屋顶平台上种植花盆的参与者，我们看到了一些最令人惊奇的事情，”克林格说。“有一位参与者在公寓屋顶上种植了一个花盆，其中一张照片上有五只大毛毛虫。”
根据这些观察，研究人员发现了几个关于如何打造成功的乳草花园的总体趋势。“乳草有几种本土品种，我们发现普通乳草在人们的花园中非常普遍，而且非常关键，无论是帝王蝶是否在那里产卵，还是产卵数量，”克林格说。
“而且，令人惊讶的是，较老、较成熟的乳草植物表现更好，它们比年轻的植物更容易产卵。”此外，拥有多种开花植物也是帝王蝶在乳草上产下更多卵的关键，因为它为成年帝王蝶提供了大量的花蜜。
然而，虽然在花园里种植大量本地乳草和其他开花植物，让它们年复一年地生长可能是帮助帝王蝶的最佳方式，但研究人员指出，每一点帮助都是有帮助的。
“种植最适合您和您的花园的物种，”克林格说。截至2024年7月24日，伊利诺伊州州长JBPritzker签署了《动员我们的社区采用弹性保护栖息地(MONARCH)法案》，该法案限制HOA禁止种植本地植物，并为建立本地和传粉者友好的花园提供财政和技术援助。
虽然帝王蝶只是一种小昆虫，但它们却能反映出其所处生态系统的整体健康状况。
“由于帝王蝶的栖息地从墨西哥一直延伸到加拿大，因此它们对于监测这一大片区域的情况十分重要，”哈斯尔说道。
“帝王蝶需要很多其他昆虫需要的东西，比如盛开的花朵，所以对帝王蝶有益的东西对其他传粉昆虫也有益。我们正处于全球昆虫数量下降的时期，所以提供帮助很重要。”