แมลงมีถิ่นกำเนิดในอเมริกาเหนือ จากการศึกษาด้านพันธุศาสตร์พบว่า
ผีเสื้อพระมหากษัตริย์ที่เก่าแก่ที่สุดเกิดขึ้นในอเมริกาเหนือและอพยพ เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ ตรงกันข้ามกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อ เมื่อเวลาผ่านไป ผีเสื้อได้พัฒนาประชากรในพื้นที่อื่นๆ ซึ่งบางแห่งอยู่ได้ตลอดทั้งปีนักวิทยาศาสตร์สรุป วันที่ 1 ตุลาคมในNature
เนื่องจากญาติของผีเสื้อที่ใกล้ที่สุดของพระมหากษัตริย์หลายคนอาศัยอยู่ในเขตร้อนและไม่อพยพ “ความคิดก็คือว่าผีเสื้อ [มาจาก] ทางใต้และอเมริกากลางและอพยพมาจากประชากรที่อาศัยอยู่” Tyler Flockhart นักชีววิทยาด้านการอนุรักษ์ที่เน้นเรื่อง พระมหากษัตริย์ที่มหาวิทยาลัย Guelph ในแคนาดา “แต่ดูเหมือนจะไม่เป็นเช่นนั้น”
พระมหากษัตริย์Danaus plexippusมีชื่อเสียงในการอพยพประจำปีจากสหรัฐอเมริกาและแคนาดาไปยังเม็กซิโกและกลับมา แต่ประชากรที่ไม่อพยพของสายพันธุ์เดียวกันอาศัยอยู่ในเขตร้อนของอเมริกากลางและอเมริกาใต้ และในพื้นที่อื่นๆ ทั่วมหาสมุทรแอตแลนติกและแปซิฟิกเพื่อตรวจสอบว่าประชากรเหล่านี้เกี่ยวข้องกันอย่างไร Marcus Kronforst นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยชิคาโกและเพื่อนร่วมงานของเขาได้จัดลำดับจีโนมของพระมหากษัตริย์ 80 พระองค์จากสถานที่ต่างๆ รวมทั้ง 9 จีโนมจากสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด โดยการตรวจสอบความแตกต่างในจีโนม นักวิจัยได้สร้างต้นไม้วิวัฒนาการ
น่าแปลกที่ประชากรในอเมริกาเหนือลงเอยที่ด้านล่างสุดของต้นไม้วิวัฒนาการมากที่สุด ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกเขามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดที่สุดกับบรรพบุรุษร่วมกันของพระมหากษัตริย์ทั้งหมด ประชากรสามกลุ่มสูญเสียพฤติกรรมการอพยพโดยอิสระ: หนึ่งที่สิ้นสุดในอเมริกาใต้และอเมริกากลาง หนึ่งข้ามมหาสมุทรแปซิฟิกและอีกครั้งหนึ่งข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก “ผีเสื้อมีต้นกำเนิดในอเมริกาเหนือและกระจายออกไปในคลื่นทั้งสามนี้” Kronforst กล่าว
Kronforst และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ระบุยีนประมาณ 500 ยีนที่เปลี่ยนแปลงในพระมหากษัตริย์ที่หยุดการอพยพ ยีนตัวหนึ่งโดดเด่น “ทุกครั้งที่ผีเสื้อสูญเสียการอพยพ ยีนตัวเดียวนี้จะเปลี่ยนแปลงไปโดยสิ้นเชิง และเปลี่ยนแปลงในลักษณะเดียวกันทุกประการ” เขากล่าว “ยีนอีก 499 ยีนเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย สิ่งนี้แตกต่างกันมาก”
ยีนนั้นมีบทบาทในการทำงานของกล้ามเนื้อ
เมื่อนักวิจัยตรวจสอบตัวอย่างเนื้อเยื่อของกษัตริย์ พวกเขาเห็นว่ายีนมีความกระตือรือร้นในพระมหากษัตริย์ที่อพยพน้อยกว่าในยีนที่ไม่อพยพ นักวิจัยยังพบว่าพระมหากษัตริย์ที่อพยพย้ายถิ่นมีการเผาผลาญที่ต่ำกว่า การค้นพบนี้ร่วมกันชี้ให้เห็นว่ายีนของกล้ามเนื้อช่วยให้พระมหากษัตริย์ที่อพยพย้ายถิ่นสามารถบินได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเผาผลาญออกซิเจนน้อยลง
Kronforst และทีมของเขาประหลาดใจที่พวกเขาไม่พบการเปลี่ยนแปลงของยีนที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นสำหรับการย้ายถิ่น
ตอนนี้ Kronforst ต้องการยืนยันว่ายีนของกล้ามเนื้อที่ทีมของเขาระบุทำงานในร่างกายของผีเสื้อได้อย่างไร ในอเมริกาเหนือ จำนวนพระมหากษัตริย์ที่อพยพย้ายถิ่นลดลงเนื่องจากการตัดไม้ทำลายป่า สภาพอากาศสุดขั้ว และสารกำจัดวัชพืชที่ฆ่าต้นมิลวีดที่ผีเสื้อวางไข่ นักวิจัยต้องการถอดรหัสกลไกและวิวัฒนาการของการย้ายถิ่นก่อนที่มันจะหายไป
“ไม่มีแมลงชนิดอื่นที่มีการอพยพแบบนี้” Kronforst กล่าว โดยสังเกตความสามารถของพระมหากษัตริย์ในการเดินทางไปในระยะทางอันกว้างใหญ่ในหลายชั่วอายุคนและกลับไปยังพื้นที่ขนาดเล็กเดียวกัน “ถ้ามันหายไปก็ไม่มีอะไรเหมือนมัน”
ทีมของเขายังได้คิดหาวิธีสั่งเครื่องร่อนขนาดเล็กให้เหยียบเบรกและลงจอดบนคอน การซ้อมรบนี้ — เรียกว่าแผงลอย — มักจะทำให้เครื่องบินปีกคงที่ตก
“ระบบควบคุมที่ดีที่สุดของเราส่วนใหญ่บนเครื่องบินไอพ่น จะไม่ปล่อยให้ปีกของคุณหยุดนิ่ง แต่นกทำเป็นประจำ” Tedrake กล่าว “เครื่องบินขับไล่ต้องการปีกที่คล่องแคล่วหรือสมองที่ยืดหยุ่นกว่านี้ไหม? ผลลัพธ์ในช่วงต้นของเราแนะนำอย่างหลัง”
ในเดือนมิถุนายนBioinspiration & Biomimeticsนั้น Tedrake และเพื่อนร่วมงานได้รายงานอัลกอริธึมของคอมพิวเตอร์ที่สามารถอ่านการไหลของอากาศเหนือปีกของเครื่องร่อนและควบคุมหางของมันได้โดยอัตโนมัติ ขับยานไปยังคอน ในอนาคต นักวิจัยวางแผนที่จะตั้งโปรแกรมการซ้อมรบนี้ลงในคอมพิวเตอร์บนเครื่องบินของโดรน เพื่อให้สามารถเกาะบนสายไฟและชาร์จไฟได้
ปัญหาการจราจรทางอากาศในอนาคตอาจหลีกเลี่ยงได้ด้วยการเรียนรู้พฤติกรรมของสัตว์ที่บินได้เมื่ออยู่เป็นฝูง เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
