帝王斑蝶遷移之導航受到觸角上的全日時鐘和太陽羅盤共同影響

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文獻來源：C Merlin, RJ Gegear, SM Reppert. 2009. Antennal Circadian Clocks Coordinate Sun Compass Orientation in Migratory Monarch Butterflies. Science 325 (5948): 1700 - 1704. DOI: 10.1126/science.1176221

帝王斑蝶每年秋季會跨越美國東北方遷徙至墨西哥山區針葉林度冬，此長距離遷移2000英哩到單一地點的行為一直吸引科學家們。引導這些蝴蝶定位其終點目標的關鍵構造-具有日光補償功能的太陽羅盤-長期以來一直被認為是昆蟲的腦部，但是本文的作者-麻州醫藥學院的神經生物學家推翻了這個想法：他們發現觸角才是長距離遷徙中扮演定位的關鍵部位。觸角是昆蟲非常重要的器官，已知其功能包括嗅覺的偵測、風向感知、甚至聲波震動，觸角具有精確的方向導航功能則是全新的發現，並為觸角與太陽羅盤的研究開啟了全新的一頁。

過去研究顯示：蝴蝶利用一種類似於控制我們睡眠與甦醒週期的全日時鐘來校正其飛行方向與維持向南飛行，即使太陽在空中的位置一直在改變。過去的研究者在缺乏直接證據的情形下，一直認為帝王斑蝶校正太陽羅盤的因子也位在太陽羅盤所在的昆蟲腦部，但是作者發現除去觸角的帝王斑蝶會迷失飛行方向。在本研究中，作者除去一些帝王斑蝶的觸角，讓其在戶外的飛行模擬場地中進行試驗，評估其是否仍能順利南飛，結果發現除去觸角的帝王斑蝶無法正確地辨別南方、而觸角完整者則可以。研究人員接著用黑色的塗料塗在觸角上，使其不能接受到光線的刺激，結果無觸角的帝王斑蝶會往一錯誤的固定方向飛行；然而將透明塗料塗在觸角上的對照組則能準確地表現向南飛行的行為，暗示觸角能否接受到光刺激是導航的關鍵，而帝王斑蝶的遷徙是依靠觸角上的全日時鐘與腦中的太陽羅盤相輔協調達成。

Abstract
During their fall migration, Eastern North American monarch butterflies (Danaus plexippus) use a time-compensated Sun compass to aid navigation to their overwintering grounds in central Mexico. It has been assumed that the circadian clock that provides time compensation resides in the brain, although this assumption has never been examined directly. Here, we show that the antennae are necessary for proper time-compensated Sun compass orientation in migratory monarch butterflies, that antennal clocks exist in monarchs, and that they likely provide the primary timing mechanism for Sun compass orientation. These unexpected findings pose a novel function for the antennae and open a new line of investigation into clock-compass connections that may extend widely to other insects that use this orientation mechanism.