5 Minutės
Įžanga: Stulbinanti bogongo pelėdgalvių migracija
Kiekvieną pavasarį milijardai bogongo pelėdgalvių (Agrotis infusa) pradeda vieną iš įspūdingiausių vabzdžių migracijų pasaulyje. Šie maži naktiniai migrantai, turintys vos 5 cm sparnų ilgį ir itin mažą, ryžio grūdui prilygstančią smegenų masę, įveikia iki 1 000 kilometrų atstumą per visą Australijos žemyną. Kelionės tikslas – vėsūs kalnų urvai aukštai Australijos Alpėse, kuriuose pelėdgalviai niekada anksčiau nėra buvę. Ten jie pereina į ramybės būseną, vadinamą estivacija, ir laukia, kol pasibaigs atšiauri vasara. Po to kirminai grįžta į žemesnes vietoves daugintis, tęsdami migracijos ciklą. Mokslininkams ilgus dešimtmečius kyla klausimas: kaip tokio trumpalaikio gyvenimo ir jokios prieš tai sukauptos patirties neturintys vabzdžiai geba taip tiksliai rasti kelią?
Naktinio dangaus vaidmuo vabzdžių navigacijoje
Daugeliui migruojančių gyvūnų orientacija – sudėtingas procesas, apimantis įvairių jutimų signalų derinimą. Pavyzdžiui, kai kurios paukščių ir vėžlių rūšys žinomos dėl gebėjimo aptikti Žemės magnetinį lauką. Kitos rūšys naudojasi vizualiais orientyrais: Saule, Mėnuliu ar žymiais kraštovaizdžio objektais. Anksčiau manyta, kad bogongo pelėdgalviai migracijos kelią nustato pasitelkdami magnetinį pojūtį ir regos signalus. Visgi naujausi tyrimai atskleidė, kad šie vabzdžiai geba orientuotis remdamiesi vien tik žvaigždėmis naktiniame danguje – toks sugebėjimas iki šiol nėra buvęs pastebėtas jokioje naktimis migruojančioje vabzdžių rūšyje.
Išskirtinis atradimas: eksperimentai, pakeitę mūsų supratimą
Tarptautinė mokslininkų komanda, vadovaujama neurobiologės Andreos Adden iš Francis Crick instituto ir zoologų Davido Dreyerio bei Erico Warranto iš Lundo universiteto, atliko kruopščią eksperimentų seriją. Jos metu, naudojant Helmholco ritės sistemą, buvo neutralizuotas Žemės magnetinis laukas, siekiant ištirti, ar bogongo pelėdgalviai sugebės orientuotis be geomagnetinių signalų. Specialiose vakuuminėse kamerose vabzdžiams buvo rodomas tikras žvaigždėto dangaus vaizdas, o jų elgesys buvo nuolat stebimas. Stulbinamai, pelėdgalviai ir toliau skrido tinkama migracijos kryptimi, įrodydami, kad jiems pakanka tik žvaigždžių tam, kad naktiniai skrydžiai būtų sėkmingi.
Kas vyksta vabzdžio smegenyse: kaip perskaitomos žvaigždės
Norėdami išaiškinti, kaip bogongo pelėdgalviai apdoroja dangaus signalus, mokslininkai tyrė elektrinį aktyvumą vabzdžių smegenyse. Naudojant vienos ląstelės elektrofiziologijos metodus, buvo galima ultra plonomis elektrodų adatomis pasiekti navigacijai svarbias smegenų sritis. Sukiojant dangaus vaizdą, kai kurie neuronai dinamiškai reagavo į pasikeitusią žvaigždžių padėtį. Iš ištirtų ląstelių apie 28 itin jautriai registravo būtent žvaigždžių orientaciją, o ne atsitiktinius ar kontrolinius vaizdus. Tai įrodo aiškų fiziologinį pagrindą vabzdžių gebėjimui orientuotis pagal žvaigždes.
Pelėdgalviai ir kiti gyvūnai, mokantys skaityti dangų
Navigacija pagal žvaigždes – ne vien pelėdgalvių privilegija. Pavyzdžiui, mėšlavabaliai naudojasi naktinio dangaus vaizdu, nors jų kelionės trumpesnės, o tiksli kryptis nėra tokia svarbi. Priešingai, bogongo pelėdgalviai turi laikytis tiksliai nustatytos krypties keletą naktų iš eilės, dažnai kompensuodami vėjo ar žvaigždžių judėjimo dėl Žemės sukimosi poveikį. Pasak Eric Warranto, „Bogongo pelėdgalvių migracija – daug rizikingesnė. Jei vabzdys kelio pagrindu pasirenka, pavyzdžiui, Paukščių Take ašimi išsidėsčiusias žvaigždes, jam nuolat reikia koreguoti skridimo trajektoriją, kad išliktų tiesioje linijoje.“
Kas slypi už migruojančių vabzdžių gebėjimų: instinktas ar smegenų sudėtingumas?
Viena didžiausių paslapčių – kaip tokios mažos smegenys geba apdoroti ir integruoti sudėtingą navigacinę informaciją. Bogongo pelėdgalvių migracija unikali tuo, kad kiekviena karta keliauja pirmą kartą – nė vienas vabzdys pats nėra įveikęs šios kelionės anksčiau. Tyrimų rezultatai rodo, kad migracijos maršrutai užkoduoti genetiškai, o neuroninės sistemos evoliucionavo taip, kad galėtų itin tiksliai apdoroti dangaus ženklus.
Svarbu, jog tyrimai parodė – net be magnetinių signalų bogongo pelėdgalviai išlieka pajėgūs orientuotis pagal žvaigždes ir pasiekti tinkamą kryptį. Kaip sako David Dreyer, „Nuostabu, kad toks mažas, lengvas vabzdys naktį gali nuskristi daugiau nei 1 000 kilometrų, tik skaitydamas žvaigždes.“
Iššūkiai ir ateities tyrimai: kaip veikia vabzdžio navigacijos sistema
Nors pasiekta daug, daug kas vis dar lieka nežinoma. Pavyzdžiui, kokius konkrečius naktinio dangaus elementus pelėdgalviai iš tikrųjų naudoja – žymias žvaigždžių sankaupas, Paukščių Tako ruožą ar kokį nors konkretų objektą, kaip Karinos ūkas? Eric Warrant pažymi, kad naujas iššūkis – išsiaiškinti, kokie sensoriniai ženklai parodo, jog vabzdžiai jau pasiekė tikslą, bei kaip magnetiniai ir žvaigždžių signalai integruojami jų nervų sistemoje.
Tyrėjų komanda planuoja toliau derinti elgsenos analizę su sudėtingais neuromoksliniais metodais. Technologinė pažanga – mikrosekimo lustai, dar tikslesni elektrofiziologiniai matavimai – leis tyrinėti, kaip tokia maža smegenų sistema įveikia tokias sudėtingas navigacines užduotis. Šie atradimai svarbūs ne tik vabzdžių elgsenos ir orientacijos supratimui, bet ir dirbtinio intelekto, autonominių robotų ar gyvūnų erdvinės orientacijos srityse.
Daugiau nei pelėdgalviai: žvaigždžių navigacija gyvūnų pasaulyje
Bogongo pelėdgalviai nėra vieninteliai, kurie keliauja pagal žvaigždes. Žmonės žvaigždėmis naudojosi tūkstančius metų – nuo polineziečių keliauninkų iki senovės jūreivių. Migruojantys paukščiai pasikliauja žvaigždžių šviesa, o kai kurios ruonių, varlių ir net kitų vabzdžių rūšys, tikėtina, taip pat geba skaityti dangų. Nepaisant to, bogongo pelėdgalvių migracijos mastas ir tikslumas išskiria juos net tarp įspūdingiausių gamtos keliautojų.
Šis atradimas dar kartą akcentuoja gamtos navigacijų įvairovę, o taip pat kelia klausimų apie galimą tokių elgsenų pažeidžiamumą greitai besikeičiančiame pasaulyje. Šviesos tarša, klimato kaita, buveinių nykimas kelia grėsmę migruojantiems vabzdžiams. Gilios vabzdžių migracijos pažinimas gali padėti kurti veiksmingas išsaugojimo strategijas bei įkvėpti naujų technologinių sprendimų.
Išvada
Atrasta, jog bogongo pelėdgalviai gali orientuotis pagal žvaigždes, yra svarbi riboženklis gyvūnų migracijos ir navigacijos tyrimų srityje. Novatoriški eksperimentai, neutralizavę Žemės magnetinį lauką, įrodė, jog šie vabzdžiai ilgose kelionėse pasikliauna naktiniu dangumi. Tokie rezultatai ne tik pagilina mūsų supratimą apie kuklių bogongo pelėdgalvių gebėjimus, bet ir išplečia požiūrį į evoliucijos sprendimų galią bei subtilumą. Tolimesni tyrimai šioje srityje žada naujus atradimus, kurie įkvėps susižavėjimą ir praturtins žinias apie biologiją, neuroetologiją ir net kosmoso mokslą.
Komentarai