
数千株本地乳草正将北佛罗里达的路边改造为实验性的传粉者廊道,为帝王蝶及其他传粉昆虫提供关键栖息地。
在北佛罗里达的乡村双车道公路旁,新设立的标志牌将原本的草坡标识为“野花区”。在一年中的这个时节,这些标识似乎显得有些多余。因为数千株乳草植物已然绽放出密集的五瓣花蕾和盛开的花朵。它们鲜艳的橙色花朵,以及围绕其飞舞的帝王蝶,与数月前亲手种植这些乳草的工人们所穿的安全背心相互映衬,构成了一幅生动的画面。
佛罗里达自然历史博物馆鳞翅目策展人Jaret Daniels兴奋地表示:“这项工作量很大,但看到成果也令人非常激动。我们成功地建立了植物群落,并且已经观察到帝王蝶在野外利用这些植物。”
这些种植项目是伊利诺伊大学芝加哥分校一项倡议的重要组成部分,该倡议旨在将道路、输电线路和铁路旁未利用的通行权区域改造为连接性的栖息地,以支持帝王蝶及其他传粉昆虫的生存。佛罗里达交通部(FDOT)于2024年加入了这项名为“帝王蝶候选保护协议与保障”(Candidate Conservation Agreement with Assurances for the Monarch Butterfly)的自愿计划。根据协议,FDOT承诺管理10,200英亩的路边土地用于生态保护,其中一部分是通过战略性地设置传粉者可以觅食和繁殖的停靠点。
2023年,FDOT向Daniels的实验室拨款15万美元,用于在三年内沿佛罗里达州道路选择、培育、安装和追踪9,000株乳草植物。该项目的核心目标是确定哪种种植方法能使乳草获得最佳的定植成功率。此后,该项目已延长至2029年,并计划再种植6,000株乳草。
Daniels强调:“这是一个无需多言的决定。在许多地区,我们没有足够的保护区来长期维持传粉者种群,因此我们必须着眼于我们人类日常管理的这些环境。路边无论如何都需要管理,那么为什么不以一种能带来更大益处的方式进行呢?”
对传粉者而言,这些优势显而易见。常见的昆虫如蜜蜂、飞蛾和蝴蝶,以及虽然不那么受重视但同样重要的黄蜂、苍蝇、蚊子和蚂蚁,都部分或完全依赖花蜜为生。一条被野花环绕的乡村公路可以提供一条漫长的觅食路线,而乳草则能为所有这些昆虫群体提供花蜜。
乳草属于夹竹桃科(Apocynaceae)。这个名字恰如其分的植物家族中的几种成员会产生有毒的糖苷和生物碱,从而阻止动物取食。然而,进化却反复地产生了具有生理适应性的动物,使它们能够耐受甚至利用这些毒素。
早在2011年,科学家们就曾报道,世界上唯一一种有毒啮齿动物从一种东非乳草中获取毒素。它将毒素涂抹在背部特化的长毛上,这些长毛类似于豪猪的刺,当捕食者攻击时,就会暴露在毒素之下。
帝王蝶也进化出了类似的策略。它们体内发生的生理变化阻止了乳草糖苷正常结合到细胞受体上。帝王蝶并非清除这些化学物质,而是将其保留在组织中,作为抵御捕食者的保护。它们的幼虫已经变得如此特化,以至于它们除了乳草之外无法再以其他植物为食。因此,无论乳草生长在哪里,都可能成为发育中的帝王蝶幼虫的潜在栖息地。
路边乳草廊道对于成年帝王蝶也同样宝贵,因为它们会进行非凡的迁徙。一只蝴蝶一天可以飞行超过100英里。这样的旅程需要定期补充能量,而帝王蝶通过在家庭花园、自然栖息地和荒废空地上停下来吸食花蜜来获取能量。
野花廊道除了吸引昆虫访客外,还能支持更广泛的生物。鸟类和其他捕食者可以获得更多的猎物,而随着传粉者从路边向外扩散,附近的农田和物业也能从中受益。研究人员在当前项目开始前几年,就通过一项独立资助的努力,评估了可能的种植地点,以确定这些生态效益最大的区域。
Daniels表示:“我们之前曾进行过一个为期一年的项目,绘制了路边本地乳草种群的分布图,这为我们提供了起点。通过与FDOT合作,我们正努力填补那些已知存在适宜栖息地但乳草数量有限或没有乳草生长的区域。”
许多选定的区域毗邻受保护的土地,额外的传粉者可以增强现有的生物多样性。其他地点则靠近种植蓝莓和西瓜等作物的农场,这些作物可以从野生昆虫的授粉中受益。由此形成的花卉路边栖息地拼图也使景观更具视觉吸引力。
这项为期六年的工作既是一个保护项目,也是一项重要的科学实验。Daniels和他的同事正在阿拉楚阿县以及北佛罗里达州其他五个县种植和监测乳草。这些研究结果将指导未来向更多县和州推广的任何扩张计划。
在此之前,研究人员必须评估几个关键因素,包括哪些乳草物种最适合路边条件。在最初选择了六种本地候选物种后,Daniels将项目重点缩小到松林乳草(Asclepius humistrata)和蝴蝶草(Asclepius tuberosa)。这两种物种都已知能支持帝王蝶,并且能够耐受许多植物难以生存的环境。
Daniels解释说:“这两种都是高地、喜沙的物种,通常在松林和沙丘地带发现。”
它们在干燥、贫瘠土壤中生长的能力使其在裸露的路边斜坡上具有优势,但这却增加了大规模生产的复杂性。
蝴蝶草在商业上易于获得,而松林乳草则会形成长主根,必须在异常深的容器中培育。它对贫瘠土壤的偏好,与大多数花园中偏爱的肥沃生长条件不同,这也使其未能进入主流苗圃贸易。
为了获得足够的松林乳草,Daniels的研究团队建立了他们自己的生产系统。研究人员从植物自然生长的几个地点收集种子。在开花季节,他们每月多次返回这些地点,并在成熟的豆荚周围系上小袋子。这些袋子在种子丝状纤维展开并随风飘散之前将其捕获。
收集到的种子随后被送往佛罗里达大学本地植物苗圃。在那里,员工和志愿者管理着将这种要求苛刻的植物从休眠种子培育到繁殖成熟的复杂过程。
Daniels表示:“我们交给他们的最后一批种子发芽率约为98%,我们看到这些植物在野外定植得非常好。本地植物苗圃一直是这个项目中不可或缺的合作伙伴。”
该项目从佛罗里达州格罗夫兰的Green Isle Gardens购买蝴蝶草。一旦两种物种都准备就绪,工作人员便开始沿道路进行劳动密集型的种植工作。
“我们选择在冬季休眠期种植它们,这对我们和幼苗都非常有益,因为我们都不必应对夏季的极端高温。”
随后,研究人员定期返回现场追踪植物生长情况并分析所得数据。这些测量结果最终将揭示该策略是否足够有效,以便在大规模上复制推广。最终的评估还需要数年时间,但驾车者在经过佛罗里达州指定的乳草区域时,已经可以看到早期的喜人成果。