Verdiyimiz və ya cavab verməyə çalışdığımız suallar var: səma niyə mavidir, səmada neçə ulduz var, kim daha güclüdür - ağ köpəkbalığı, yoxsa qatil balina və s. Vermədiyimiz suallar var, lakin bu, cavabı daha az maraqlı etmir. Belə suallara aşağıdakılar daxildir: Lund (İsveç), Witwatersrand (Cənubi Afrika), Stokholm (İsveç) və Vürzburq (Almaniya) universitetlərinin alimləri nəyi bu qədər vacib birləşdirdilər? Bu, yəqin ki, çox vacib, çox mürəkkəb və inanılmaz dərəcədə faydalı bir şeydir. Yaxşı, bu barədə dəqiq bir şey söyləmək çətindir, amma şübhəsiz ki, çox maraqlıdır, yəni peyin böcəklərinin kosmosda necə hərəkət etməsi. İlk baxışdan burada hər şey bayağı görünür, amma dünyamız göründüyü qədər sadə olmayan şeylərlə doludur və peyin böcəkləri buna sübutdur. Beləliklə, peyin böcəyinin naviqasiya sistemində unikal olan nədir, elm adamları onu necə sınaqdan keçirdilər və rəqabətin onunla nə əlaqəsi var? Bu və digər suallara araşdırma qrupunun hesabatında cavab tapacağıq. Get.
Qəhrəmanı
Əvvəla, bu araşdırmanın əsas xarakteri ilə tanış olmağa dəyər. O, güclü, çalışqan, israrlı, yaraşıqlı və qayğıkeşdir. Scarabaeidae superfamiliyasından olan peyin böcəyidir.
Peyin böcəkləri qastronomik üstünlüklərinə görə çox cəlbedici olmayan adlarını aldılar. Bir tərəfdən, bu bir az kobuddur, lakin peyin böcəyi üçün əla qida mənbəyidir, buna görə də bu ailənin əksər növlərinin digər qida mənbələrinə və hətta suya ehtiyacı yoxdur. Yeganə istisna, nümayəndələri qırxayaqlarda ziyafət etməyi sevən Deltochilum valgum növüdür.
Peyin böcəklərinin yayılması digər canlıların əksəriyyətini həsəd aparır, çünki onlar Antarktidadan başqa bütün qitələrdə yaşayırlar. Yaşayış yeri sərin meşələrdən isti səhralara qədərdir. Aydındır ki, heyvanların yaşayış yerlərində onların qidasını istehsal etmək üçün "fabriklər" olan peyin böcəklərinin böyük konsentrasiyalarını tapmaq daha asandır. Peyin böcəkləri gələcək üçün yemək saxlamağa üstünlük verirlər.
Peyin böcəkləri və onların həyat tərzinin mürəkkəbliyi haqqında qısa video (BBC, David Attenborough).
Müxtəlif növ böcəklərin öz davranış uyğunlaşma xüsusiyyətləri var. Bəziləri toplanan yerdən yuvarlanan və bir çuxurda basdırılan peyin topları əmələ gətirir. Digərləri yerin altında tunellər qazaraq onları qida ilə doldururlar. Məhəmməd haqqında deyimi və qəm-qüssanı bilən başqaları isə sadəcə peyin yığınlarında yaşayırlar.
Qida ehtiyatı böcək üçün vacibdir, lakin özünü qorumaq üçün deyil, gələcək nəslinə qayğı göstərmək üçün çox vacibdir. Fakt budur ki, peyin böcəyi sürfələri valideynlərinin əvvəllər topladığı yerdə yaşayır. Və nə qədər çox peyin, yəni sürfələr üçün qida, onların sağ qalma ehtimalı bir o qədər yüksəkdir.
Mən məlumat toplama prosesində bu düsturla rastlaşdım və o qədər də yaxşı səslənmir, xüsusən də sonuncu hissə:... Erkəklər dişilər üçün döyüşür, ayaqlarını tunelin divarlarına söykəyərək rəqibini buynuza bənzər çıxıntılarla itələyirlər ... Bəzi kişilərin buynuzları yoxdur və buna görə də döyüşə getmirlər, lakin daha böyük cinsiyyət orqanları və qoruyucu var. növbəti tuneldəki qadın ...
Yaxşı, sözlərdən birbaşa tədqiqatın özünə keçək.
Bayaq qeyd etdiyim kimi, peyin böcəklərinin bəzi növləri toplar əmələ gətirir və onları seçilmiş marşrutun keyfiyyətindən və çətinliyindən asılı olmayaraq düz bir xəttlə saxlama çuxuruna yuvarlayır. Çoxlu sənədli filmlər sayəsində bizə ən çox tanış olduğumuz bu böcəklərin bu davranışıdır. Həm də bilirik ki, gücə (bəzi növlər öz çəkilərindən 1000 dəfə ağırlıq qaldıra bilər), qastronomik üstünlüklərə və nəsillərinə qulluq etməyə əlavə olaraq, peyin böcəkləri mükəmməl məkan oriyentasiyasına malikdir. Üstəlik, gecələr ulduzlardan istifadə edərək hərəkət edə bilən yeganə həşəratlardır.
Cənubi Afrikada (müşahidələrin yeri), peyin böcəyi "yırtıcı" taparaq bir top meydana gətirir və onu düz bir xəttdə təsadüfi istiqamətdə yuvarlamağa başlayır, ən əsası götürməkdən çəkinməyən rəqiblərdən uzaqlaşır. əldə etdiyi qidadır. Buna görə də, qaçışın təsirli olması üçün kursdan çıxmadan hər zaman eyni istiqamətdə hərəkət etməlisiniz.
Günəş, artıq bildiyimiz kimi, əsas istinad nöqtəsidir, lakin ən etibarlı deyil. Günəşin hündürlüyü gün ərzində dəyişir, bu da oriyentasiyanın dəqiqliyini azaldır. Niyə böcəklər dairələrdə qaçmağa başlamır, istiqamətdə çaşqın olur və hər 2 dəqiqədən bir xəritəni yoxlayır? Günəşin kosmosda oriyentasiya üçün yeganə məlumat mənbəyi olmadığını düşünmək məntiqlidir. Və sonra elm adamları böcəklər üçün ikinci istinad nöqtəsinin külək, daha doğrusu onun istiqaməti olduğunu təklif etdilər. Bu unikal xüsusiyyət deyil, çünki qarışqalar və hətta tarakanlar öz yollarını tapmaq üçün küləkdən istifadə edə bilirlər.
Alimlər öz işlərində peyin böcəklərinin bu multimodal sensor məlumatdan necə istifadə etdiyini, nə zaman günəşlə, nə vaxt küləyin istiqaməti ilə hərəkət etməyi üstün tutduqlarını və hər iki variantdan eyni vaxtda istifadə edib-etmədiklərini yoxlamaq qərarına gəliblər. Müşahidələr və ölçmələr subyektlərin təbii mühitində, eləcə də simulyasiya edilmiş, idarə olunan laboratoriya şəraitində aparılmışdır.
Tədqiqatın nəticələri
Bu işdə əsas mövzu rolunu növün böcəyi oynamışdır Scarabaeus lamarcki, və təbii mühitdə müşahidələr Yohannesburq (Cənubi Afrika) yaxınlığındakı Stonehenge fermasının ərazisində aparılmışdır.
Şəkil №1: gün ərzində küləyin sürətinin dəyişməsi (А), gün ərzində küləyin istiqamətinin dəyişməsi (В).
Küləyin sürətinin və istiqamətinin ilkin ölçülməsi aparılıb. Gecə sürəti ən aşağı idi (<0,5 m/s), lakin səhərə yaxın artaraq 3:11-00:13 (günəş hündürlüyü ~00°) arasında gündəlik zirvəyə (70 m/s) çatdı.
Sürət dəyərləri diqqətəlayiqdir, çünki onlar peyin böcəklərinin menotaktik oriyentasiyası üçün tələb olunan 0,15 m/s həddini aşırlar. Bu zaman küləyin pik sürəti günün vaxtı ilə böcəklərin pik aktivliyi ilə üst-üstə düşür Scarabaeus lamarcki.
Böcəklər ovlarını toplama məntəqəsindən kifayət qədər böyük məsafəyə düz bir xətt üzrə yuvarlayırlar. Orta hesabla bütün marşrut 6.1 ± 3.8 dəqiqə çəkir. Ona görə də bu müddət ərzində onlar marşrutu mümkün qədər dəqiq şəkildə izləməlidirlər.
Küləyin istiqaməti haqqında danışırıqsa, onda böcəklərin maksimum aktivliyi dövründə (saat 06:30-dan 18:30-a qədər) 6 dəqiqəlik bir müddət ərzində küləyin istiqamətinin orta dəyişməsi 27.0 ° -dən çox deyil.
Alimlər gün ərzində küləyin sürəti və istiqaməti haqqında məlumatları birləşdirərək hesab edirlər ki, belə hava şəraiti böcəklərin multimodal naviqasiyası üçün kifayətdir.
Şəkil №2
Müşahidə etmək vaxtıdır. Küləyin peyin böcəklərinin fəza oriyentasiya xüsusiyyətlərinə mümkün təsirini yoxlamaq üçün mərkəzdə qida olan dairəvi “arena” yaradılmışdır. Böcəklər 3 m/s sürətlə idarə olunan, sabit hava axınının mövcudluğunda meydana gətirdikləri topları mərkəzdən istənilən istiqamətə yuvarlamaqda sərbəst idilər. Bu testlər günəş hündürlüyünün gün ərzində aşağıdakı kimi dəyişdiyi aydın günlərdə aparılmışdır: ≥75° (yüksək), 45-60° (orta) və 15-30° (aşağı).
Hava axını və günəş mövqeyində dəyişikliklər iki böcək ziyarəti arasında 180 ° -ə qədər dəyişə bilər (2A). Böcəklərin sklerozdan əziyyət çəkmədiyini də nəzərə almağa dəyər və buna görə də ilk səfərdən sonra seçdikləri marşrutu xatırlayırlar. Bunu bilən alimlər oriyentasiya uğurunun göstəricilərindən biri kimi böcəyin sonradan daxil olması zamanı arenadan çıxış bucağının dəyişməsini nəzərə alırlar.
Günəş hündürlüyü ≥75° (yüksək) olduqda, birinci və ikinci dəstələr arasında küləyin istiqamətinin 180° dəyişməsinə cavab olaraq azimutda dəyişikliklər 180 ± 0,001 orta dəyişikliklə 166.9° ətrafında qruplaşdırıldı (P <79.3, V testi) ° (2B). Bu vəziyyətdə, günəşin mövqeyinin 180 ° dəyişməsi (bir güzgü istifadə edilmişdir) 13,7 ± 89,1 ° (aşağı dairədə) incə reaksiyaya səbəb oldu. 2B).
Maraqlıdır ki, günəşin orta və aşağı hündürlüklərində böcəklər küləyin istiqamətinin dəyişməsinə baxmayaraq öz marşrutlarına yapışıblar - orta hündürlük: -15,9 ± 40,2°; P <0,001; aşağı hündürlük: 7,1 ± 37,6°, P <0,001 (2C и 2D). Lakin günəş şüalarının istiqamətini 180° dəyişmək əks reaksiya verdi, yəni böcəyin marşrutu istiqamətində köklü dəyişiklik oldu - orta hündürlük: 153,9 ± 83,3°; aşağı hündürlük: −162 ± 69,4°; P <0,001 (aşağı dairələr 2A, 2S и 2D).
Bəlkə də oriyentasiya küləyin özündən deyil, qoxulardan təsirlənir. Bunu yoxlamaq üçün test böcəklərinin ikinci qrupunun qoxu hisslərindən məsul olan distal antenal seqmentləri çıxarıldı. Bu böcəklər tərəfindən nümayiş etdirilən küləyin istiqamətindəki 180° dəyişikliklərə cavab olaraq marşrut dəyişiklikləri hələ də 180° ətrafında xeyli toplanmışdır. Başqa sözlə, qoxu hissi olan və olmayan böcəklər arasında oriyentasiya dərəcəsində praktiki olaraq heç bir fərq yoxdur.
Aralıq nəticə ondan ibarətdir ki, peyin böcəkləri öz istiqamətlərində günəş və küləkdən istifadə edirlər. Bu halda, nəzarət edilən laboratoriya şəraitində, yüksək günəş hündürlüyündə külək kompasının günəş kompası üzərində üstünlük təşkil etdiyi, lakin günəş üfüqə yaxınlaşdıqda vəziyyət dəyişməyə başladığı müəyyən edilmişdir.
Bu müşahidə göstərir ki, dinamik multimodal kompas sistemi mövcuddur və burada iki modallıq arasındakı qarşılıqlı əlaqə sensor məlumatlara uyğun olaraq dəyişir. Yəni, böcək günün istənilən vaxtında naviqasiya edir, həmin an ən etibarlı məlumat mənbəyinə (günəş aşağıdır - günəş istinad edir; günəş yüksəkdir - külək istinad edir).
Sonra elm adamları küləyin böcəkləri istiqamətləndirməyə kömək edib-etmədiyini yoxlamaq qərarına gəldilər. Bu məqsədlə mərkəzdə yeməklərin olduğu 1 m diametrli arena hazırlanıb. Ümumilikdə, böcəklər günəşin yüksək mövqeyində 20 gün batımı etdi: 10 küləklə və 10 küləksiz (2F).
Gözlənildiyi kimi, küləyin olması böcəklərin oriyentasiya dəqiqliyini artırıb. Qeyd olunur ki, günəş kompası dəqiqliyinin ilkin müşahidələrində iki ardıcıl dəst arasında azimutun dəyişməsi aşağı mövqeyə (<75°) nisbətən yüksək günəş mövqeyində (>60°) ikiqat artır.
Beləliklə, küləyin peyin böcəklərinin oriyentasiyasında mühüm rol oynadığını, günəş kompasının qeyri-dəqiqliklərini kompensasiya etdiyini başa düşdük. Bəs böcək küləyin sürəti və istiqaməti haqqında məlumatı necə toplayır? Təbii ki, ən aydın olanı bunun antenalar vasitəsilə baş verməsidir. Bunu yoxlamaq üçün alimlər qapalı şəraitdə sabit hava axınında (3 m/s) iki böcək qrupunun - antenalı və olmayan (3A).
Şəkil №3
Orientasiya dəqiqliyi üçün əsas meyar hava axınının istiqaməti 180° dəyişdikdə iki yanaşma arasında azimutun dəyişməsi idi.
Antenalı böcəklərin hərəkət istiqamətində dəyişikliklər antenası olmayan böcəklərdən fərqli olaraq 180° ətrafında toplanmışdır. Bundan əlavə, antenası olmayan böcəklər üçün azimutun orta mütləq dəyişməsi 104,4 ± 36,0° təşkil etmişdir ki, bu da antenalı böcəklər üçün mütləq dəyişiklikdən çox fərqlidir - 141,0 ± 45,0° (qrafikdə 3V). Yəni antenası olmayan böcəklər küləkdə normal hərəkət edə bilmirdilər. Bununla belə, onlar hələ də günəş tərəfindən yaxşı istiqamətlənmişdilər.
Şəkil üzərində 3A böcəklərin marşrutlarını tənzimləmək üçün müxtəlif duysal üsullardan gələn məlumatları birləşdirmək qabiliyyətini yoxlamaq üçün sınaq quruluşunu göstərir. Bunu etmək üçün sınaq ilk yanaşma zamanı hər iki işarəni (külək + günəş), ikinci zamanı isə yalnız bir işarəni (günəş və ya külək) əhatə etdi. Bu şəkildə multimodallıq və unimodallıq müqayisə edildi.
Müşahidələr göstərdi ki, çoxşaxəli nişangahdan unimodal işarəyə keçiddən sonra böcəklərin hərəkət istiqamətində dəyişikliklər 0° ətrafında cəmləşib: yalnız külək: −8,2 ± 64,3°; yalnız günəş: 16,5 ± 51,6° (qrafiklər mərkəzdə və sağda 3C).
Bu oriyentasiya xarakteristikası iki (günəş + külək) oriyentasiyasının (soldakı qrafikdə) olması ilə əldə ediləndən fərqlənmirdi. 3S).
Bu, idarə olunan şəraitdə, ikincisi kifayət qədər məlumat vermədikdə, böcəyin bir işarədən istifadə edə biləcəyini göstərir, yəni bir işarənin qeyri-dəqiqliyini ikincisi ilə kompensasiya edir.
Alimlərin orada dayandığını düşünürsənsə, bu belə deyil. Sonra, böcəklərin əlamətlərdən biri haqqında məlumatı nə qədər yaxşı saxladığını və gələcəkdə əlavə olaraq istifadə edib-etmədiklərini yoxlamaq lazım idi. Bu məqsədlə 4 yanaşma həyata keçirildi: birincidə 1 orientir (günəş), ikinci və üçüncüdə hava axını əlavə edildi, dördüncüdə isə yalnız hava axını var idi. İşarələrin tərs qaydada olduğu yerlərdə də sınaq aparıldı: külək, günəş + külək, günəş + külək, günəş.
Təxmini bir nəzəriyyə ondan ibarətdir ki, böcəklər beyində eyni məkan yaddaş bölgəsində hər iki işarə haqqında məlumat saxlaya bilirlərsə, birinci və dördüncü gəlişlərdə eyni istiqaməti saxlamalıdırlar, yəni. hərəkət istiqamətində dəyişikliklər 0° ətrafında toplanmalıdır.
Şəkil №4
Birinci və dördüncü qaçışlar zamanı azimutun dəyişməsi ilə bağlı toplanmış məlumatlar yuxarıdakı fərziyyəni (4A) təsdiqlədi, bu, modelləşdirmə ilə daha da təsdiqləndi, nəticələri 4C (solda) qrafikində təsvir edilmişdir.
Əlavə yoxlama olaraq, hava axınının ultrabənövşəyi ləkə ilə əvəz edildiyi yerlərdə sınaqlar aparıldı (sağda 4B və 4C). Nəticələr günəş və hava axını testləri ilə demək olar ki, eyni idi.
Tədqiqatın nüansları ilə daha ətraflı tanış olmaq üçün baxmağı məsləhət görürəm и ona.
Epiloq
Həm təbii, həm də idarə olunan mühitlərdə aparılan təcrübələrin nəticələrinin birləşməsi göstərdi ki, peyin böcəklərində vizual və mexaniki məlumat ümumi neyron şəbəkəsində birləşir və multimodal kompasın şəkli kimi saxlanılır. Günəşdən və ya küləyin istinad kimi istifadəsinin effektivliyinin müqayisəsi göstərdi ki, böcəklər onlara daha çox məlumat verən istinaddan istifadə etməyə meyllidirlər. İkincisi ehtiyat və ya tamamlayıcı kimi istifadə olunur.
Bu, bizim üçün çox adi bir şey kimi görünə bilər, amma unutmayın ki, beynimiz kiçik bir böcəkdən çox böyükdür. Ancaq öyrəndiyimiz kimi, ən kiçik canlılar belə mürəkkəb zehni proseslərə qadirdirlər, çünki vəhşi təbiətdə sağ qalmağınız ya gücdən, ya da zəkadan, çox vaxt isə hər ikisinin birləşməsindən asılıdır.
Cümədən kənar:
Hətta böcəklər də ov üstündə döyüşürlər. Yırtıcının peyin topu olmasının əhəmiyyəti yoxdur.
(BBC Earth, David Attenborough)
Oxuduğunuz üçün təşəkkür edirik, maraqlı qalın və gözəl həftə sonu keçirin! 🙂
Bizimlə qaldığınız üçün təşəkkür edirik. Məqalələrimizi bəyənirsinizmi? Daha maraqlı məzmun görmək istəyirsiniz? Sifariş verməklə və ya dostlarınıza tövsiyə etməklə bizə dəstək olun, Bizim tərəfimizdən sizin üçün ixtira edilmiş giriş səviyyəli serverlərin unikal analoquna Habr istifadəçiləri üçün 30% endirim: (RAID1 və RAID10, 24 nüvəyə qədər və 40 GB DDR4 ilə mövcuddur).
Dell R730xd 2 dəfə ucuzdur? Yalnız burada Hollandiyada! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 dollardan! haqqında oxuyun
Mənbə: www.habr.com