Bướm vua di cư và 5 sự thật về hành trình của chúng

Bướm vua (Danaus plexippus) là loài nổi tiếng với hành trình di cư rất xa, chúng bay một quãng đường dài từ Bắc Canada về phía nam Mexico để trú đông. Nơi mà những cánh rừng nhiệt đới có thể sưởi ấm cho chúng.

Bướm vua sinh sống ở trung tâm và miền Nam nước Mỹ, Caribbean, Úc và thậm chí ở cả một số vùng thuộc Châu Âu và New Guinea. Có 2 loài chính là bướm vua di cư và bướm vua không di cư (hoặc ít di cư). Bướm vua Bắc Mỹ là loài di cư, trái ngược với những người họ hàng ở xa của chúng.

Từ lâu, các nhà khoa học đã tin rằng bướm vua di cư có nguồn gốc và đặc khá giống với loài bướm không di cư. Nhưng một cuộc nghiên cứu về nguồn gốc gần đây lại cho thấy điều ngược lại.

Các nhà nghiên cứu của trường Đại học Chicago đã vẽ ra sơ đồ gen của loài bướm này. Sau đó, họ so sánh hơn 500 gen của cả ở loài di cư và không di cư và phát hiện ra chỉ có một gen duy nhất khác nhau giữa bướm vua di cư và bướm vua không di cư. Một gen có tên là collagen IV a-1 (gen chịu trách nhiệm cho hành vi di chuyển) được tìm thấy ít hơn trong cơ thể bướm vua di cư.

Nhờ đó, những con bướm vua Bắc Mỹ tiêu thụ ít oxy và có tỷ lệ trao đổi chất thấp hơn trong khi bay khiến chúng năng động và hiệu quả hơn trong những chuyến bay. Tóm lại, cơ thể bướm vua di cư được cấu tạo phù hợp với những chuyến đi đường dài. Tuy nhiên, cơ thể bướm vua Châu Âu được cấu tạo để bay lượn nhanh nhẹn hơn, hoàn hảo hơn thế nhưng chúng chỉ phù hợp với những chuyến đi ngắn.

Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Chicago cũng áp dụng quy trình phân tích gen để tìm hiểu về tổ tiên của chúng và đã kết luận rằng bướm vua không di cư (Châu Âu và những khu vực khác) thực sự có nguồn gốc từ Bắc Mỹ. Họ tin rằng bướm vua đã phân tán qua đại dương hàng ngàn năm trước, và mỗi quần thể trở thành một nhóm độc lập.

Các tình nguyện viên – những công dân bình thường và yêu thích loài bướm vua – đã đóng góp các dữ liệu giúp các nhà khoa học biết được bướm vua ở Bắc Mỹ di cư khi nào và bằng cách nào. Vào những năm 1940, nhà động vật học Frederick Urquhart đã nghĩ ra một phương pháp, đó là sử dụng ký hiệu và gắn vào cánh của chúng. Bằng việc đánh dấu này, ông hy vọng rằng sẽ theo dõi được hành trình của bướm vua. Ông và vợ mình Nora đã gắn các kí hiệu cho hàng ngàn con bướm nhưng rồi họ cũng sớm nhận ra rằng cần có thêm sự giúp đỡ cho việc gắn mã này để có thể lấy dữ liệu về loài bướm vua.

Năm 1952, vợ chồng Urquhart đã tuyên truyền một chiến dịch bất cứ ai thấy những con bướm bị gắn kí hiệu thì hãy ghi lại khoảnh khắc, thời gian và địa điểm và một tờ giấy. Cứ hàng năm, họ lại tuyển nhiều tình nguyện viên hơn cho việc gắn mã vào bướm vua. Nhờ nguồn thông tin hữu ích từ các tình nguyện viên, Frederick Urquhart đã biết được cuộc hành trình di trú của bướm vua diễn ra vào sau mùa thu. Nhưng chúng sẽ đi đến đâu?

Vào năm 1975, một người đàn ông tên Ken Brugger đã gọi cho vợ chồng Urquhart từ Mexico yêu cầu có một cuộc gặp mặt nhằm thông báo một việc vô cùng quan trọng. Đó là ông đã nhìn thấy hàng triệu con bướm vua tụ tập ở một khu rừng nằm ở trung tâm Mexico. Qua hàng ngàn dữ liệu mà các tình nguyện viên cung cấp, vợ chồng Urquhart cuối cùng cũng đã biết được điểm đến vào mùa đông của bướm vua – đó chính là Mexico và các khu vực lân cận.

Trong khi vài dự án gắn mã vẫn tiếp tục đến ngày nay, thì cũng có một số dự án khoa học của một số cá nhân được tiến hành nhằm giúp các nhà khoa học biết được bướm vua sẽ trở về khi nào và những hành vi của chúng trong thời gian này. Journey North, một website nghiên cứu về loài bướm vua di cư, tình nguyện viên sẽ báo cáo vị trí và thời gian mà họ gặp bướm vua lần đầu tiên vào mùa xuân và mùa hạ.

Việc phát hiện những nơi bướm vua đến vào mùa đông ngay lập tức đã dấy lên một câu hỏi: Làm thế nào bướm vua di cư có thể bay đến những cánh rừng cách xa hàng nghìn dặm nếu chúng chưa từng đến trước đó?

Năm 2009, một nhóm các nhà khoa học của trường Đại học Massachusetts đã làm sáng tỏ một phần của sự bí ẩn này khi họ nghi ngờ rằng bướm vua sử dụng râu để xác định hướng mặt trời. Trong nhiều thập niên, các nhà khoa học đã tin rằng chúng chắc hẳn đi theo mặt trời để tìm đường về phía nam, và điều chỉnh hướng đi theo mặt trời khi mặt trời di chuyển từ đông sang tây

Râu côn trùng từ lâu đã được biết đến như một công cụ làm việc như các tín hiệu hóa học và xúc giác. Nhưng các nhà nghiên cứu Umass đã nghi ngờ rằng râu đóng vai trò quan trọng trong việc giúp bướm vua xử lý dữ liệu ánh sáng khi di cư. Các nhà nghiên cứu đã đặt những con bướm vua vào một máy mô phỏng bay và loại bỏ râu của một số con. Trong khi các con bướm có râu bay thẳng về phía Nam như thường lệ thì nhóm không có râu lại đi theo xu hướng hoang dã (du mục, không định hướng).

Sau đó, họ nghiên cứu đồng hồ sinh học trong bộ não của bướm vua và nhận ra rằng các chu kỳ phân tử phản ứng với những thay đổi ánh sáng giữa ngày và đêm, và thấy nó vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi loại bỏ râu. Bộ phận râu dường như giải thích tín hiệu ánh sáng độc lập với não.

Để xác nhận một lần nữa về khả năng của râu khi tiếp xúc với ánh sáng, các nhà nghiên cứu một lần nữa chia bướm vua làm 2 nhóm. Đối với nhóm được kiểm soát, họ phủ một lớp men trong suốt lên râu chúng. Còn đối với nhóm thử nghiệm, họ sử dụng một lớp men màu đen ngăn không cho ánh sáng tiếp cận đến râu. Đúng như dự đoán, con bướm với râu có lớp đen di chuyển vô định, trong khi bướm với râu đượt phủ lớp men trong suốt lại đi đúng hướng do râu vẫn phát hiện tín hiều từ ánh sáng mặt trời.

Nhưng vẫn phải có điều gì khác để bướm vua xác đúng phương hướng, bởi ngay cả những ngày trời âm u thì bướm vua vẫn tiếp tục bay về phía tây nam. Liệu rằng bướm vua bay dựa trên từ trường Trái Đất? Các nhà nghiên cứu Umass đã quyết định điều tra khả năng này và họ đã công bố kết quả nghiên cứu vào năm 2014.

Tại thời điểm đó, họ đã đặt bướm vua vào máy mô phỏng bay với từ trường nhân tạo và họ sẽ kiểm soát từ trường này. Bướm vua vẫn bay theo hướng nam như thường lệ cho đến khi nhà nghiên cứu đảo ngược lại độ nghiêng của từ trường, sau đó chúng đã quay ngược lại và bay về phía Bắc.

Một thí nghiệm cuối cùng đã khẳng định rằng la bàn từ trường cũng phụ thuộc một phần. Họ đã sử dụng các bộ lọc đặc biệt để điều khiển bước sóng ánh sáng trong mô phỏng bay. Khi được phơi ra ánh sáng trong phổ cực tia cực tím A/xanh (380 nanô-mét đến 420 nanô-mét) thì chúng vẫn tiếp tục bay về hướng Nam. Ánh sáng trong dải bước sóng trên 420 nanô-mét làm cho chúng bay vòng tròn.

Nhờ có sự gắn mã ghi chép và quan sát của các nhà nghiên cứu và người yêu thích bướm vua di cư qua nhiều thập niên, chúng ta đã biết được khá nhiều về cách chúng xử lý cuộc di trú mùa thu dài như thế nào.

Tháng 3 năm 2001, một con bướm có gắn mã đã được tìm thấy ở Mexico và đang trong tình trạng kiệt sức, ngay sau đó nó nhanh chóng được chăm sóc và được báo cáo cho Frederick Urquhart. Ông đã kiểm tra dữ liệu của mình và khám phá ra con bướm đực dũng cảm này (mã #40056) được gắn mã có nguồn gốc ở Đảo Grand Manan, New Brunswick, Canada vào tháng 8 năm 2000. Nó đã có quãng đường bay kỉ lục lên tới 2,750 dặm và là con bướm duy nhất gắn mã thuộc khu vực Canada được xác nhận là hoàn thành chặng đường đến Mexico.

Làm sao mà chúng có thể bay với một quãng đường không tưởng như vậy với một đôi cánh mỏng manh? Bướm vua di cư là chuyên gia bay vút, để cho các luồng gió đang lưu hành và đợt gió lạnh phía nam đẩy chúng đi hàng trăm dặm. Thay vì dùng hết sức vỗ cánh thì chúng lại bay theo các luồng không khí theo đúng hướng chúng cần. Những phi công máy bay đã báo cáo về việc nhìn thấy bướm vua trên bầu trời với độ cao tới 11.000 feet.

Khi có điều kiện lý tưởng để bay vút, những con bướm di cư có thể ở trên không đến tận 12 tiếng trên một ngày với khoảng cách từ 200-400 dặm.

Một số sẽ nghĩ rằng những sinh vật bay hàng ngàn dặm sẽ tiêu hao khá nhiều năng lượng, do đó mà khi đến điểm kết thúc chúng sẽ nhẹ hơn đáng kể so với lúc bắt đầu hành trình. Nhưng với bướm vua thì lại không như vậy.

Khi bướm vua đã bay về những cánh rừng tại Mexico, chúng khá khá là mụ mẫm. Thực ra chúng đã tăng cân trong những chuyến di cư

Một con bướm vua phải bay đến môi trường lạnh giá của Mexico với đủ mỡ trong cơ thể để có thể chống chọi lại cái lạnh. Một khi đã định cư vào rừng oyumel, chúng sẽ im lặng cho khoảng 4-5 tháng. Sẽ có một số ít chuyến bay nhanh ngắn hạn để uống nước hoặc nạp một ít mật hoa vào người, hoặc chúng sẽ dành cả mùa đông để chui rúc trong hàng triệu con bướm khác nghỉ ngơi và chờ mùa xuân đến.

Vậy làm thế nào bướm vua tăng cân trong chuyến bay hơn 2000 dặm? Đó là nhờ việc duy trì năng lượng và bồi dưỡng nhiều nhất có thể dọc chuyến đi. Một nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Lincoln P. Brower, một chuyên gia về loài bướm hoàng gia nổi tiếng, đã nghiên cứu về cách chúng tự cung cấp năng lượng cho cuộc di cư và chống chọi với mùa đông.

Đối với con trưởng thành, chúng uống mật hoa – chủ yếu là đường, rồi biến đổi thành lipid để sinh ra năng lượng vào cân nặng thay vì tăng lượng đường. Nhưng việc nạp lipid không chỉ chỉ có bướm trưởng thành thực hiện. Sâu bướm vua ăn liên tục và tích trữ năng lượng để sống sót. Những con bướm di cư xây dựng kho dự trữ năng lượng thậm chí còn nhanh hơn vì chúng đang trong thời kì nghỉ hoạt động và không hề tiêu tốn năng lượng vào việc giao phối và sinh sản.

Bướm vua di cư thường tập hợp lại thành đàn trước khi bắt đầu chuyến đi nhưng cũng thường xuyên có những quãng nghỉ để bổ sung năng lượng dọc đường. Các nguồn mật hoa mùa thu cực kỳ quan trọng đối với sự thành công của chuyến đi nhưng chúng cũng không quá cầu kỳ về nơi chúng ăn. Ở miền Đông Hoa Kì, bất cứ đồng cỏ hay cánh đồng nào có hoa nở cũng có tác dụng như một trạm cung cấp nhiên liệu cho chặng đường di trú của chúng.

Brower và đồng nghiệp của ông đã cảnh báo rằng việc bảo tồn các cây lấy mật ở Texas và miền Bắc Mexico có thể là yếu tố quyết định đến sự tiếp diễn cho các cuộc di cư của bướm vua. Chúng tụ tập lại ở vùng này với số lượng lớn, ăn một cách ngon lành để tăng lượng dự trữ lipid trước khi hoàn thành chặng cuối của cuộc di cư.

Hi vọng sau khi tham khảo bài viết Bướm vua di cư và 5 sự thật về hành trình của chúng bạn sẽ hiểu rõ hơn đặc điểm và tập tính của loài bướm này.

Dịch vụ diệt côn trùng quận 1 chúc bạn thành công!