5 Minuten
Įžanga: Stebinanti bogongo pelėdvirkio migracija
Kiekvieną pavasarį milijardai bogongo pelėdvirkių (Agrotis infusa) pradeda vieną iš įspūdingiausių vabzdžių migracijų pasaulyje. Šie maži, naktiniai drugiai, kurių sparnų plotis siekia vos 5 centimetrus, o smegenys mažesnės už ryžio grūdą, nukeliauja net iki 1 000 kilometrų per Australijos žemyną. Jų tikslas – vėsios Alpių urvai aukštai Australijos kalnuose, kurių jie niekad anksčiau nematė. Čia bogongo pelėdvirkiai pasineria į estivacijos – ramybės būseną, kurioje išbūna per karčiausią vasaros laikotarpį. Vėliau jie leidžiasi atgal į žemesnes vietoves, kur poruojasi ir pradeda migracijos ciklą iš naujo. Mokslininkus jau dešimtmečius domina klausimas: kaip trumpai gyvenantys, jokių kelio patirčių neturintys drugiai sugeba taip tiksliai surasti kelią?
Naktinio dangaus vaidmuo vabzdžių navigacijoje
Daugeliui migruojančių gyvūnų orientacija yra sudėtingas procesas, reikalaujantis įvairių pojūčių. Pavyzdžiui, paukščiai ir jūrų vėžliai geba aptikti Žemės magnetinį lauką. Kiti – naudoja vizualinius ženklus: Saulę, Mėnulį ar ryškius kraštovaizdžio objektus. Ankstesni tyrimai leido manyti, kad bogongo pelėdvirkiai kombinuoja magnetorecepciją ir vizualinius orientyrus. Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad šie drugiai geba orientuotis vien žvaigždėmis nusėto naktinio dangaus pagalba – tai pirmas toks atvejis, kai bet kuri migruojanti vabzdžių rūšis įveikia ilgas naktines distancijas naudodama tik šį metodą.
Istorinis atradimas: eksperimentai, pakeitę mūsų supratimą
Tarptautinė mokslininkų komanda, vadovaujama neurologės Andrea Adden iš Francis Crick instituto bei zoologų David Dreyer ir Eric Warrant iš Lundo universiteto, sukūrė detalių eksperimentų seriją. Naudodami Helmholco ritės sistemą, kuri slopina Žemės magnetinį lauką, jie patikrino, ar bogongo pelėdvirkiai gali orientuotis migracijoje be magnetinių ženklų. Vakuuminėse kamerose buvo rodomi tikroviški žvaigždėto dangaus vaizdai, o mokslininkai stebėjo drugelių elgesį. Stebėtinai, drugiai ir toliau skrido tinkamomis, sezonui būdingomis kryptimis, įrodydami, kad orientacija žvaigždėmis – vienaip ar kitaip – pakankama tokiai įstabioms naktinėms kelionėms.
Vabzdžių smegenų paslaptys: Kaip bogongo pelėdvirkiai nustato kelią pagal žvaigždes
Norėdami geriau suprasti, kaip šie pelėdvirkiai apdoroja dangaus signalus, tyrėjai fiksavo elektros impulsus jų smegenyse. Naudota vienaląstė elektrofiziologija – itin smulkūs elektrodai įleidžiami į konkrečius nervų sistemos regionus, atsakingus už navigaciją. Projekuojant žvaigždėto dangaus vaizdą ir jį pasukant, buvo nustatyta, kad apie 28 iš tirtų neuronų jautriai reaguoja būtent į žvaigždžių kryptį, o ne į atsitiktinius šviesos objektus. Tai atskleidžia fiziologinį pagrindą: bogongo pelėdvirkiai pasižymi įgimtu gebėjimu orientuotis pagal žvaigždynus.
Palyginimas su kitais dangaus navigatoriais gyvūnų pasaulyje
Nors orientacija pagal dangų nėra būdinga tik bogongo pelėdvirkiams – tarkim, skarabėjai trumpoms distancijoms naudoja dangaus vaizdą, – šiems drugiams svarbu nuolat judėti kryptingai naktimis, atsižvelgiant į vėjo pokyčius ir žvaigždžių padėties kaitą dėl Žemės sukimosi. Kaip pastebi Eric Warrant, „bogongo migracija – rimtas išbandymas, nes reikia nuolat koreguoti kryptį dangui sukantis. Jeigu drugys remiasi vienu žvaigždžių ženklu, tarkim, Paukščių Tako juosta, jis turi nuolat reguliuoti skrydžio trajektoriją, kad išlaikytų tiesų maršrutą didžiuliais atstumais.“
Pasekmės: įgimti migracijos maršrutai ir vabzdžių smegenų ribos
Didesnis klausimas – kaip vabzdžiai, turintys tokias mažas smegenis, sugeba apdoroti ir derinti sudėtingą navigacijos informaciją? Bogongo pelėdvirkio kasmetinė migracija įspūdinga dar ir tuo, kad kiekviena karta pradeda ją iš naujo – nė vienas drugys niekada nėra anksčiau skridęs tuo keliu. Tai stipriai leidžia manyti, kad migracijos maršrutai užkoduoti genetiškai, o jų nervų tinklai evoliucionavo taip, kad geba pažinti ir naudoti žvaigždėtą dangų itin efektyviai.
Eksperimentai parodė, kad net ir be magnetinių orientyrų bogongo pelėdvirkiai išlaiko tikslų migracinį kursą remdamiesi vien dangaus žvaigždėmis. Kaip pažymi David Dreyer, „tikrai stulbina, kad toks mažas, lengvas vabzdys gali naktį įveikti daugiau nei 1 000 kilometrų, orientuodamasis tik pagal žvaigždes.“
Iššūkiai ir ateities tyrimai: kelionės navigacijos paslaptys
Nors pažanga akivaizdi, lieka daug atvirų klausimų. Pavyzdžiui, kokius konkrečius dangaus objektus ar bruožus bogongo pelėdvirkiai naudoja – žvaigždynus, Paukščių Tako juostą ar ryškius spiečius, tokius kaip Karinos ūkas? Eric Warrant pažymi: „Kitas mūsų uždavinys – išsiaiškinti, kokie signalai rodo drugiams, kad jie pasiekė tikslą, ir kaip magnetinė bei žvaigždžių informacija sujungiama jų nervų sistemoje.“
Tyrėjų komanda planuoja derinti elgsenos tyrimus su modernios neurobiologijos metodais. Technologijų naujovės – sekimo mikroschemos ir pažangi elektrofiziologija – gali padėti perprasti, kaip tokios mažos smegenys išsprendžia sudėtingus navigacijos uždavinius. Šios įžvalgos gali prisidėti prie dirbtinio intelekto, autonominių robotų navigacijos bei praplėsti mūsų supratimą apie gyvūnų erdvinį pažinimą.
Plačiau: dangaus navigacija gyvūnų pasaulyje
Bogongo pelėdvirkiai nėra vieninteliai, kurie keliauja pagal dangų. Žmonės tūkstančius metų naudojo žvaigždes keliavimui, nuo polineziečių jūrininkų iki senojo pasaulio jūreivių. Daugelis migruojančių paukščių, kai kurios ruonių, varlių bei kitų vabzdžių rūšys, – visi žinomi ar įtariami kaip gebantys orientuotis pagal žvaigždes. Tačiau bogongo pelėdvirkio migracijos mastas ir tikslumas išsiskiria net gamtos pasaulyje.
Šis atradimas atskleidžia nepaprastą gamtos navigacijos sistemų įvairovę ir kelia klausimus apie jų pažeidžiamumą greitai besikeičiančiame pasaulyje. Šviesos tarša, klimato kaita ir buveinių fragmentacija kelia pavojų migruojantiems vabzdžiams. Jų migracijos supratimas svarbus tiek gamtosaugai, tiek technologijų inovacijoms.
Išvada
Atradimas, kad bogongo pelėdvirkiai gali naviguoti pagal žvaigždes, – svarbus lūžis suprantant gyvūnų migraciją ir orientaciją erdvėje. Pažangūs eksperimentai, kuriuose eliminuotas Žemės magnetinis laukas, įrodė – šie vabzdžiai skrydžiui naudoja žvaigždėtą dangų. Šis tyrimas ne tik praplečia mūsų žinias apie paprasto bogongo pelėdvirkio gebėjimus, bet ir parodo, kaip genetiškai užkoduoti evoliuciniai sprendimai leidžia išgyventi naktinėje, daugiaetapėje migracijoje. Analizuojant toliau, bogongo pelėdvirkio pasakojimas įkvėps ir stumdys ribas tiek biologijoje, tiek neuroetologijoje ar erdvės moksluose.
Kommentare