Ci sò dumande chì avemu dumandatu o pruvatu à risponde: perchè u celu hè turchinu, quante stelle sò in u celu, quale hè più forte - un squalu biancu o una balena assassina, etc. E ci sò dumande chì ùn avemu micca dumandatu, ma chì ùn rende micca a risposta menu interessante. Tali dumande includenu i seguenti: chì cusì impurtante anu cumminatu i scientisti di Lund (Svezia), Witwatersrand (Sudafrica), Stoccolma (Svezia) è Würzburg (Germania)? Questu hè probabilmente qualcosa assai impurtante, assai cumplessu è incredibbilmente utile. Ebbè, hè difficiule di dì sicuru di questu, ma hè definitu assai interessante, vale à dì, cumu i scarabeci di dung naviganu in u spaziu. À u primu sguardu, tuttu quì hè triviale, ma u nostru mondu hè chinu di cose chì ùn sò micca cusì simplici cum'è parenu, è i scarabeci sò a prova di questu. Allora, chì hè cusì unicu nantu à u sistema di navigazione di u scarabeu di sterco, cumu i scientisti anu pruvatu, è chì a cumpetizione hà da fà cun questu? Truveremu risposte à queste è altre dumande in u rapportu di u gruppu di ricerca. Vai.
Protagonista
Prima di tuttu, vale a pena cunnosce u caratteru principale di stu studiu. Hè forte, travagliatore, persistente, bellu è cura. Il s'agit d'un scarabée bousier de la superfamille des Scarabaeidae.
Dung beetles hà avutu u so nome micca assai attraente per via di e so preferenze gastronomiche. Per una banda, questu hè un pocu grossu, ma per u scarabeu di dung hè una excelente fonte di nutrienti, chì hè per quessa chì a maiò parte di e spezie di sta famiglia ùn anu micca bisognu di altre fonti di manciari o ancu acqua. L'unica eccezzioni hè a spezia Deltochilum valgum, chì i so rapprisentanti amate à festa di centipedes.
A prevalenza di scarabeci di sterco hè l'invidia di a maiò parte di l'altri criaturi viventi, postu ch'elli campanu in tutti i cuntinenti eccettu l'Antartida. L'habitat varieghja da e fureste fresche à i deserti caldi. Ovviamente, hè più faciule per truvà grandi cuncentrazioni di scarabeci di dung in l'abitati animali chì sò "fabbriche" per a produzzione di u so alimentu. I scarabeci di dugnu preferanu guardà l'alimentariu per u futuru.
Un brevi video nantu à i scarabeci è a cumplessità di u so modu di vita (BBC, David Attenborough).
Diversi spezie di scarabeci anu e so caratteristiche di adattazione cumportamentale. Certi formanu boli di manure, chì sò rotulati da u situ di cullizzioni è intarrati in un burato. L'altri scavanu tunnel sotterranei, riempienduli di cibo. È ancu altri, chì cunnoscenu u dittu annantu à Maometto è u dulore, campanu solu in munzi di sterco.
L'alimentarii sò impurtanti per u scarabeu, ma micca tantu per ragioni di autoconservazione, ma per ragioni di cura di a futura prole. U fattu hè chì e larve di scarabeu di dung vivenu in ciò chì u so parente hà cullatu prima. E u più manure, vale à dì, l'alimentariu per e larva, u più prubabile di sopravvive.
Aghju trovu sta formulazione in u prucessu di cullizzioni di l'infurmazioni, è ùn sona micca assai bè, in particulare l'ultima parte:... I masci cumbattenu per e femine, appoghjanu i so pedi contr'à i mura di u tunelu, è spinghjenu u so avversariu cù esercizii simili à cornu ... Certi masci ùn anu micca corne è per quessa ùn anu micca cummattimentu, ma anu gonadi più grande è guardia. a femina in u tunelu prossimu ...
Ebbè, andemu da i testi direttamente à a ricerca stessa.
Cumu l'aghju dettu prima, certi spezie di scarabeci di dung formanu boli è rotulanu in una linea recta, indipendentemente da a qualità o difficultà di a strada scelta, in un burato di almacenamento. Hè stu cumpurtamentu di sti scarabeci chì avemu più familiarizatu grazia à numerosi ducumenti. Sapemu ancu chì, in più di a forza (alcune spezie ponu elevà 1000 volte u so propiu pesu), e preferenze gastronomiche è a cura di i so figlioli, i scarabeci di dung anu una excelente orientazione spaziale. Inoltre, sò l'unichi insetti chì sò capaci di navigà a notte cù l'astri.
In Sudafrica (u locu di l'osservazioni), un scarabeu dung, dopu avè trovu "preda", forma una bola è cumencia à rotola in una linea dritta in una direzzione aleatoria, u più impurtante luntanu da i cuncurrenti chì ùn esitate micca à piglià. l'alimentu chì hà ottenutu. Per quessa, per una fuga per esse efficace, avete bisognu di spustà in a listessa direzzione tuttu u tempu, senza andà fora di cursu.
U sole hè u puntu di riferimentu principale, cum'è sapemu digià, ma ùn hè micca u più affidabile. L'altezza di u sole cambia in tuttu u ghjornu, chì reduce l'accuratezza di l'orientazione. Perchè i scarabeci ùn cumincianu micca à curriri in circles, cunfundendu in a direzzione è cuntrollà a mappa ogni 2 minuti? Hè logicu per assume chì u sole ùn hè micca l'unica fonte d'infurmazioni per l'orientazione spaziale. E poi i scientisti suggerenu chì u sicondu puntu di riferimentu per i scarabeci hè u ventu, o megliu a so direzzione. Questa ùn hè micca una funzione unica, cum'è e furmicule è ancu i cucarachi sò capaci di utilizà u ventu per truvà u so modu.
In u so travagliu, i scientisti anu decisu di pruvà cumu i scarabeci di dung usanu sta informazione sensoriale multimodale, quandu preferiscenu navigà da u sole è quandu da a direzzione di u ventu, è s'ellu usanu e duie opzioni simultaneamente. L'osservazioni è e misurazioni sò state fatte in l'ambienti naturali di i sughjetti, è ancu in cundizioni di laboratori simulati è cuntrullati.
Risultati di ricerca
In questu studiu, u rolu di u sughjettu principale era ghjucatu da un scarabeu di a spezia Scarabaeus lamarcki, è l'osservazioni in l'ambienti naturali sò stati realizati nantu à u territoriu di a splutazioni Stonehenge, vicinu à Johannesburg (Sudafrica).
Image No. 1: cambiamenti in a velocità di u ventu durante u ghjornu (А), cambiamenti in a direzzione di u ventu durante u ghjornu (В).
E misurazioni preliminari di a velocità è a direzzione di u ventu sò state realizate. A notte, a vitezza era più bassu (<0,5 m/s), ma aumentava più vicinu à l'alba, righjunghjendu un piccu di ogni ghjornu (3 m/s) trà 11:00 è 13:00 (altitudine sulare ∼70°).
I valori di vitezza sò notevuli perchè superanu u sogliu di 0,15 m / s necessariu per l'orientazione menotattica di i scarabeci. In questu casu, u piccu di u ventu di u ventu coincide à l'ora di u ghjornu cù l'attività di punta di scarabeci Scarabaeus lamarcki.
I scarabeci rotulanu a so preda in una linea recta da u puntu di cullizzioni à una distanza abbastanza grande. In media, u percorsu tutale dura 6.1 ± 3.8 minuti. Per quessa, durante stu periodu di tempu devenu seguità a strada più precisamente pussibule.
Se parlemu di a direzzione di u ventu, allora durante u periodu di l'attività massima di i scarabeci (da 06:30 à 18:30), u cambiamentu mediu in a direzzione di u ventu durante un periodu di 6 minuti ùn hè micca più di 27.0 °.
Cumminendu e dati nantu à a velocità di u ventu è a direzzione in tuttu u ghjornu, i scientisti credi chì tali cundizioni climatichi sò abbastanza per a navigazione multimodale di scarabeci.
Image #2
Hè u tempu di osservà. Per pruvà l'influenza possibbili di u ventu nantu à e caratteristiche di l'orientazione spaziale di i scarabeci, una "arena" circular hè stata creata cù l'alimentariu in u centru. I scarabeci eranu liberi di rotulà e boli chì formanu in ogni direzzione da u centru in a presenza di un flussu d'aire cuntrullatu è stabile à una veloce di 3 m / s. Sti testi sò stati realizati in i ghjorni chjaru quandu l'altitudine di u sole variava in tuttu u ghjornu cum'è seguente: ≥75 ° (altu), 45-60 ° (mid), è 15-30 ° (bassu).
I cambiamenti in u flussu di l'aria è a pusizione di u sole ponu cambià finu à 180 ° trà duie visite di scarabeu (2A). Hè vale a pena cunsiderà ancu u fattu chì i scarabeci ùn soffrenu micca di l'esclerosi, è per quessa, dopu a prima visita, si ricordanu di a strada chì anu sceltu. Sapendu questu, i scientisti piglianu in contu i cambiamenti in l'angolo di uscita da l'arena durante l'entrata sussegwenti di u scarabeu cum'è unu di l'indicatori di u successu di l'orientazione.
Quandu l'altitudine di u sole ≥75 ° (alta), i cambiamenti in l'azimut in risposta à un cambiamentu di 180 ° in a direzzione di u ventu trà u primu è a seconda serie sò stati raggruppati intornu à 180 ° (P <0,001, V test) cù un cambiamentu mediu di 166.9 ± 79.3. ° (2B). In questu casu, un cambiamentu in a pusizione di u sole (un specchiu hè stata utilizatu) da 180 ° hà causatu una reazione sottile di 13,7 ± 89,1 ° (circulu più bassu nantu à 2B).
Curiosamente, à l'altitudine di u sole mediu è bassu, i scarabeci ficcati à e so rotte malgradu i cambiamenti in a direzzione di u ventu - altitudine media: -15,9 ± 40,2 °; P < 0,001; bassa altitudine: 7,1 ± 37,6 °, P < 0,001 (2C и 2D). Ma cambià a direzzione di i raghji di u sole da 180 ° hà avutu a reazione opposta, vale à dì, un cambiamentu radicali in a direzzione di a strada di u scarabeu - altezza media: 153,9 ± 83,3 °; altitudine bassa: -162 ± 69,4 °; P < 0,001 (cerchi più bassi in 2A, 2С и 2D).
Forsi l'orientazione hè influinzata micca da u ventu stessu, ma da l'odori. Per pruvà questu, un secunnu gruppu di scarabeci di prova anu eliminatu i so segmenti di l'antenna distale, chì sò rispunsevuli di u so sensu di l'olfattu. I cambiamenti di rotta in risposta à i cambiamenti di 180 ° in a direzzione di u ventu manifestati da questi scarabeci eranu ancora significativamente raggruppati intornu à 180 °. In altri palori, ùn ci hè quasi nisuna differenza in u gradu d'orientazione trà i scarabeci cù u sensu di l'olfattu.
Una cunclusione intermedia hè chì i scarabeci di dung usanu u sole è u ventu in a so orientazione. In questu casu, in cundizioni di laboratori cuntrullati, hè statu trovu chì a bussola di u ventu domina nantu à a bussola solare à l'altitudine di u sole, ma a situazione cumencia à cambià quandu u sole si avvicina à l'orizzonte.
Questa osservazione indica chì ci hè un sistema di bussola multimodale dinamica in u locu, in quale l'interazzione trà e duie modalità cambia secondu l'infurmazioni sensoriali. Vale à dì, u scarabeu naviga in ogni mumentu di u ghjornu, s'appoghjanu nantu à a fonte d'infurmazione più affidativa in quellu momentu particulari (u sole hè bassu - u sole hè una riferenza; u sole hè altu - u ventu hè una riferenza).
In seguitu, i scientisti anu decisu di verificà se u ventu aiuta à orientà i scarabeci o micca. Per questu scopu, una arena cù un diametru di 1 m hè stata preparata cù l'alimentariu in u centru. In totale, i scarabeci anu fattu 20 tramonti à una pusizioni alta di u sole: 10 cù ventu è 10 senza ventu (2F).
Cum'è previstu, a prisenza di u ventu hà aumentatu a precisione di l'orientazione di i scarabeci. Hè nutatu chì in l'osservazioni iniziali di a precisione di a bussola solare, u cambiamentu di l'azimut trà dui setti successivi hè radduppiatu à una pusizioni alta di u sole (> 75 °) paragunatu à una pusizione più bassa (< 60 °).
Cusì, avemu capitu chì u ventu ghjoca un rolu impurtante in l'orientazione di i scarabeci, cumpensendu l'imprecisioni di a bussola solare. Ma cumu un scarabeu raccoglie infurmazioni nantu à a velocità è a direzzione di u ventu? Di sicuru, a cosa più ovvia hè chì questu passa per l'antenne. Per verificà questu, i scientisti anu realizatu teste in casa à un flussu d'aria constante (3 m / s) cù a participazione di dui gruppi di scarabeci - cù è senza antenne (3A).
Image #3
U criteriu principalu per a precisione di l'orientazione era u cambiamentu di l'azimut trà dui avvicinamenti quandu a direzzione di u flussu di l'aire cambiatu da 180 °.
I cambiamenti in a direzzione di u muvimentu di i scarabeci cù l'antenna sò stati raggruppati intornu à 180 °, in cuntrastu à i scarabeci senza antenne. Inoltre, u cambiamentu assolutu mediu in azimut per i scarabeci senza antenne era 104,4 ± 36,0 °, chì hè assai sfarente da u cambiamentu assolutu per i scarabeci cù antenne - 141,0 ± 45,0 ° (graficu in 3B). Questu hè, i scarabeci senza antenne ùn puderanu micca navigà normalmente in u ventu. Tuttavia, eranu sempre ben orientati da u sole.
Nantu à l'imaghjini 3A mostra una stallazione di prova per pruvà a capacità di i scarabeci di cumminà infurmazioni da diverse modalità sensoriali per aghjustà a so strada. Per fà questu, a prova includeva i dui punti di riferimentu (ventu + sole) durante u primu avvicinamentu, o solu un puntu di riferimentu (sole o ventu) durante u sicondu. In questu modu, a multimodalità è l'unimodalità sò state paragunate.
L'osservazioni anu dimustratu chì i cambiamenti in a direzzione di u muvimentu di i scarabeci dopu a transizione da un puntu di riferimentu multi- à unimodale sò stati cuncentrati intornu à 0 °: solu ventu: -8,2 ± 64,3 °; sole solu: 16,5 ± 51,6 ° (graficu in u centru è ghjustu nantu 3C).
Questa caratteristica d'orientazione ùn era micca diffirenti da quella chì hè stata ottenuta in presenza di dui punti di riferimentu (sole + ventu) (graficu à manca in 3С).
Questu suggerisce chì, in cundizioni cuntrullati, un scarabeu pò usà un puntu di riferimentu se u sicondu ùn furnisce micca infurmazioni suffirenzi, vale à dì, cumpensà l'imprecisione di un puntu di riferimentu cù u sicondu.
Se pensate chì i scientisti anu firmatu quì, ùn hè micca cusì. Dopu, era necessariu di verificà quantu i scarabeci guardanu infurmazioni nantu à unu di i punti di riferimentu, è s'ellu l'utilizanu in u futuru cum'è supplementu. Per questu scopu, 4 avvicinamenti sò stati realizati: in u primu ci era 1 puntu di riferimentu (u sole), in u sicondu è u terzu un flussu d'aria hè aghjuntu, è durante u quartu ci era solu un flussu d'aria. Una prova hè stata ancu realizata induve i punti di riferimentu eranu in ordine inversu: ventu, sole + ventu, sole + ventu, sole.
Una teoria tentativa hè chì, se i scarabeci ponu almacenà infurmazione nantu à i dui punti di riferimentu in a listessa regione di memoria spaziale in u cervellu, allora duveranu mantene a listessa direzzione in a prima è a quarta visita, i.e. i cambiamenti in a direzzione di u muvimentu duveranu raggruppà intornu à 0 °.
Image #4
I dati raccolti nantu à u cambiamentu di l'azimuth durante a prima è a quarta corsa cunfirmanu l'assunzione di sopra (4A), chì hè stata cunfirmata in più per mezu di mudelli, i risultati di quale sò raffigurati in u graficu 4C (left).
Cum'è un cuntrollu supplementu, e teste sò state realizate induve u flussu di l'aria hè stata rimpiazzata da un spot ultraviolet (4B è 4C à diritta). I risultati eranu quasi identichi à i testi di u sole è di u flussu di l'aire.
Per una cunniscenza più dettagliata di e sfumature di u studiu, vi cunsigliu di guardà и à ellu.
Epilogue
A cumminazzioni di risultati da esperimenti in l'ambienti naturali è cuntrullati hà dimustratu chì in i scarabeci di sterco, l'infurmazioni visuali è meccanosensoriali cunvergenu in una rete neurale cumuna è sò almacenati cum'è una snapshot di una bussola multimodale. Un paragone di l'efficacità di l'usu di u sole o di u ventu cum'è riferimentu hà dimustratu chì i scarabeci tendenu à utilizà a riferenza chì li furnia più infurmazione. U sicondu hè utilizatu cum'è spare o cumplementarii.
Questu pò parè una cosa assai cumuna per noi, ma ùn vi scurdate chì u nostru cervellu hè assai più grande di quellu di un picculu bug. Ma, cum'è avemu amparatu, ancu i criaturi più chjuchi sò capaci di prucessi mentali cumplessi, perchè in u salvaticu a vostra sopravvivenza dipende da a forza o l'intelligenza, è più spessu da una cumminazione di i dui.
Venneri off-top:
Ancu i scarabeci si battenu per a preda. È ùn importa micca chì a preda hè una bola di sterco.
(BBC Earth, David Attenborough)
Grazie per a lettura, stà curiosu è avete un bellu weekend ragazzi! 🙂
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Source: www.habr.com