每年，帝王蝶都会在美国东部进行多代环绕飞行。秋季，最后一批帝王蝶会飞往墨西哥。
当我们想到伟大的动物迁徙时，我们倾向于想到体型巨大的动物——比如北美驯鹿或角马。但最壮观的生命迁徙之一，却是由一只四英寸宽的帝王蝶完成的。每年秋天，数千万只帝王蝶从美国消失。直到 20 世纪 70 年代中期，没有人知道它们去了哪里；直到那时，一位业余的蝶类学家才发现了它们在墨西哥一个高山山脉的藏身之处。研究人员现在知道，落基山脉以东的所有帝王蝶都会以每小时 30 英里、高度高达一英里的速度，以巨大的蜂群形式飞往墨西哥。（西部帝王蝶则飞往南加州。）在长途跋涉多达 2200 英里后，它们会栖息在墨西哥城以西 40 英里长的山脉上的 30 个地点。它们在那里过冬，每英亩高达 400 万只蝴蝶的密度会压弯树枝。
帝王蝶为什么要飞这么远？帝王蝶属于一个亚科的蝴蝶，它们几乎完全生活在热带地区，在那里它们只在马利筋植物上产卵。然而，马利筋在美国各地也盛开。研究人员推测，在过去的 1000 万年左右，帝王蝶进化出了一种生活方式，使它们能够来到北方而不受北方寒冷冬季的影响。在马利筋生长季节，许多代帝王蝶在美国出生并死亡，但夏末出生的那一代会将它们的性发育推迟，靠花蜜充实自己，并进行长途跋涉飞往墨西哥。在那里它们可以避免被冻死。不幸的是，它们过冬的森林几十年来一直因伐木和畜牧业而退化。除非这些森林得到保护，否则可能会迎来一个冬天，那时蝴蝶们会发现无处可栖。
找到帝王蝶的秘密冬季家园解答了一个关于这场伟大迁徙的问题，但其他问题仍然悬而未决。最明显的问题是，蝴蝶们是如何找到它们的目的地——特别是那些进行这次伟大迁徙的个体，它们在美国出生，以前从未到过墨西哥。对于佛罗里达大学和国际野生动物保护协会的帝王蝶专家林肯·布劳尔来说，这个问题实际上是更大问题的一部分：帝王蝶全年是如何导航的？
长期以来，对追踪帝王蝶感兴趣的研究人员不得不依赖蝴蝶爱好者报告的目击事件，或者依赖标记实验——这是一种有点吃力不讨好的方法，因为再次捕捉到一只被标记蝴蝶的机会并不大。然而，在 20 世纪 70 年代中期，布劳尔发明了一种研究帝王蝶分布的强大新工具。马利筋植物中的一些化合物因物种和地点而异，这些化合物会在帝王蝶从幼虫长成成虫的过程中保留在体内。布劳尔精确测量了美国各地马利筋的成分，他可以确定一只帝王蝶是刚从该国北部还是南部过来的。利用这项技术，布劳尔首次证实，夏末秋初飞往墨西哥的帝王蝶就是春天飞回北方的同一批。然而，帝王蝶在美国境内的迁徙仍然是一个令人困惑的模糊区域。
去年，一次动物导航会议的组织者邀请布劳尔做讲座。他开始翻阅他过去十年里对美国东部不同地区、不同季节的帝王蝶进行的广泛调查，这次他寻找的是一个总体模式。我想，‘管他呢，这可能比任何人想的都要简单得多。’
他最终是对的。通过读取帝王蝶体内的马利筋指纹，布劳尔发现他可以追踪它们连续几代在一年内相对稳定地在国家东部半区移动的路径。大部分从墨西哥回来的帝王蝶会向北飞到德克萨斯州和路易斯安那州，在那里它们产卵并死亡。从这些卵孵化出来的第一代蝴蝶会到达五大湖地区，在那里它们也会繁殖并死亡。然后它们的后代会向东飞往阿巴拉契亚山脉和东海岸；从那里，下一代，也就是第三代，会向南飞往墨西哥湾沿岸，然后向西拐弯，最终到达它们的冬季家园。有时需要两代才能到达五大湖地区，因此最终是第四代飞往墨西哥。但地理模式保持不变。
布劳尔无法解释为什么如此简单的模式会长期被忽视。他说，回想总是清晰的。帝王蝶有时会偏离航线，这会使情况变得复杂。但布劳尔有一个巧妙的假说来解释帝王蝶总体上如何遵循他所绘制的巨大圆圈。
他指出，有证据表明，帝王蝶，就像鸟类和海龟一样，可能利用地磁场进行导航——它们体内携带磁性矿物晶体。此外，一些利用磁场导航的鸟类已知会在一年中的不同时间改变迁徙方向，这表明它们可以根据季节调整它们的内部罗盘——可能利用白天长度的变化作为信号。布劳尔认为帝王蝶也做类似的事情，但更具戏剧性：它们每年将它们的内部罗盘旋转一整圈。
当帝王蝶在三月份结束冬季的麻痹状态时，它们的罗盘指向北方，但随着每一天的过去，它会顺时针旋转约一度。因此，当它们在德克萨斯州和路易斯安那州停下来产卵时，它们的罗盘指向东北。它们的后代，在春天的阳光下成熟，以指向东北的罗盘开始飞行，这引导它们到达五大湖地区。到夏初，下一代幼虫已准备好起飞，它们会向东飞往阿巴拉契亚山脉。当第三代感受到夏末日照变短、夜晚变凉时，它们就会准备迁徙。它们最初的航向设定为东南，但随着长途迁徙，它们的罗盘航向会转向南方，然后转向西方，使它们能够到达墨西哥的藏身之处。在那里，当它们等待冬天过去时，它们的罗盘会转回北方，在一年中完成一个完整的圆圈。
除了需要涉及那些磁性晶体之外，布劳尔对这种极其微妙的罗盘的生理基础一无所知。但是，他说，当他在动物导航会议上提出他的假说时，人们脸上都带着一种欣喜的笑容，而且此后没有人对这一想法提出质疑。布劳尔计划通过尝试重置它们假设的罗盘来在实验室饲养的帝王蝶上进行测试。如果日照长度的变化是自然界设定罗盘航向的原因，那么他应该能够通过在不同的光照和黑暗模式下饲养蝴蝶幼虫来将其调整到他想要的任何航向。当它们从蛹中出来时，他会在黎明前将它们带到户外。当阳光温暖它们的身体时，帝王蝶应该立即朝它们不同的、预定的方向飞去。
经过 40 年对帝王蝶的研究，布劳尔仍然期待着他最有趣的工作。他说，从科学上讲，帝王蝶就像一瓶神奇的葡萄酒。你倒出一杯，回头一看，酒瓶又满了。
