Klimatförändringarna har orsakat kaos med många arters livscykler och nu kastar ett par västerländska studenter ljus över hur det påverkar överlevnaden för två högprofilerade insekter.

Under överinseende av biologiprofessorn Jeremy McNeil undersöker masterstudenten Campbell McKay hur utfodring av olika arter av mjölkgräs kan påverka sannolikheten att monarkfjärilar födda på hösten vandrar till sina övervintringsområden i Mexiko.

Under de senaste åren har kvardröjande sommartemperaturer lett till att vissa höstfjärilar parar sig snarare än att migrera, och deras avkommor – om de överlever – dyker upp för sent för sitt eget bästa.

Samtidigt visar masterstudenten Cailyn McKay (ingen relation) hur högre temperaturer kan döma den sanna armémasken, en växtskadegörare som bönder verkligen skulle älska att bli av med.

Först ut, armémaskarna. Dessa insekter övervintrar i södra USA och migrerar till Kanada och norra USA på sommaren. De vuxna nattfjärilarna lägger sina ägg på gräs och spannmål, och när äggen kläcks börjar larverna livnära sig på växten. De tuggar stora hål i löv och kan konsumera hela fält.

Deras akilleshäl är att de inte mår bra vid temperaturer över 30°C. I varmt väder kan larver och nattfjärilar röra sig på jakt efter svalare platser, men i puppstadiet mellan larv och mal är insekten sårbar. I brist på ben eller vingar har de inget sätt att ta sig ur värmen. "Pupporna har liksom fastnat", sa Cailyn McKay.

Med ett ökande antal dagar som når 30°C eller mer i sydvästra Ontario, undrade McKay vilken effekt långvarig värme skulle ha på reproduktionsförmågan hos malar som kommer från puppstadiet.

I labbet exponerade hon några puppor för 30°C under 48-timmarsperioder vid fyra olika tidpunkter under deras metamorfos. Hon jämförde sedan de framväxande malarnas förmåga att fortplanta sig med den hos malar som inte hade uthärdat långvariga perioder på 30°C. Inte bara producerade nattfjärilarna från värmebehandlade puppor färre ägg, utan dessa ägg var mindre benägna att vara fertila.

McKay dissekerade också honorna för att räkna spermatoforerna inuti dem. Dessa är paket som innehåller spermier och näringsämnen som hanen överför till honan under parning. Höljena finns kvar i honans kropp.

På så sätt kunde McKay avgöra hur många gånger honor hade parat sig, och hon fann att de som utsatts för höga temperaturer parade sig mer sällan. Hon hoppas att nästa steg i hennes forskning kommer att avslöja mekanismen bakom den mindre frekventa parningen. Hon och McNeil misstänker att det har något att göra med hur värmen påverkar feromonerna som släpps ut av både honor och män.

"Kvinnor avger feromoner för att attrahera en kompis," sa McNeil, "och vid ankomsten producerar hanar en lukt som honan använder för att avgöra om hon kommer att acceptera honom eller inte."

Även om en minskning av antalet armémaskar kan verka som en bra sak för bönder, är insekterna hemma i Kanada och en viktig del av vårt ekosystem, sa McKay.

"De här killarna är inte invasiva. De är bara riktigt dåliga när de kommer i stort antal. Fåglar och spindlar äter dem så att deras frånvaro kan ha en krusningseffekt på andra arter."

Den relativa frånvaron av monarkfjärilar är redan en anledning till oro. I somras förklarade International Union for the Conservation of Nature den en gång genomträngande insekten hotad. En bidragande faktor kan vara mer långvariga sommartemperaturer, vilket kan signalera till fjärilen att det är dags att häcka istället för att migrera till Mexiko för vintern.

De flesta ägg som läggs på hösten dör som larver eller puppor, och de som överlever för att bli vuxna "är ofta deformerade och sannolikt inte att kunna migrera", säger Campbell McKay.

För de mycket få normala vuxna som dyker upp i slutet av oktober eller början av november är det för sent att ta sig söderut innan kylan dödar dem. De är en återvändsgränd befolkning.

Temperaturen är dock inte den enda faktorn:värdväxtens kvalitet påverkar också monarkernas utveckling. Medan deras larver endast livnär sig på milkweed, finns det flera olika arter av växten i Ontario och de skiljer sig i kvalitet.

Campbell McKay undersöker hur utfodring av var och en av de tre vanliga arterna av milkweed påverkar storleken på återvändsgrändpopulationen av monarker under ett givet år. Han misstänker att minst en av mjölkgräsarterna kan bromsa monarkers utveckling och få fjärilarna att dyka upp senare på året.

Han hoppas att hans fynd, som väntas i slutet av året, kommer att hjälpa trädgårdsmästare att välja vilken art av milkweed som ska planteras. "[Och] om vi kan förstå vad som händer med monarken, kan vi också bättre förstå vad som händer med andra migrerande insektsarter," sa han. + Utforska vidare

Södra Floridas monarkbefolkning är ett "ovanligt odjur". Vissa fjärilar är utrotningshotade, men dessa planerar att hänga kvar