Estas demandoj, kiujn ni demandis aŭ provis respondi: kial la ĉielo estas blua, kiom da steloj estas sur la ĉielo, kiu estas pli forta - blanka ŝarko aŭ orcino, ktp. Kaj estas demandoj, kiujn ni ne demandis, sed tio ne faras la respondon malpli interesa. Tiaj demandoj inkluzivas la jenajn: kion tiom gravas sciencistoj el Lund (Svedio), Witwatersrand (Sudafriko), Stokholmo (Svedio) kaj Würzburg (Germanio) universitatoj kombinis? Ĉi tio verŝajne estas io tre grava, tre kompleksa kaj nekredeble utila. Nu, estas malfacile diri certe pri tio, sed certe estas tre interese, nome, kiel sterkskaraboj navigas en la spaco. Unuavide, ĉio ĉi tie estas bagatela, sed nia mondo estas plena de aferoj, kiuj ne estas tiel simplaj kiel ili ŝajnas, kaj sterkskaraboj estas pruvo de tio. Do, kio estas tiel unika pri la navigadsistemo de la sterkskarabo, kiel sciencistoj testis ĝin, kaj kio rilatas al ĝi? Ni trovos respondojn al ĉi tiuj kaj aliaj demandoj en la raporto de la esplorgrupo. Iru.
Ĉefrolulo
Antaŭ ĉio, indas koni la ĉefan karakteron de ĉi tiu studo. Li estas forta, laborema, persista, bela kaj zorgema. Ĝi estas sterkskarabo el la superfamilio Scarabaeidae.
Sterkoskaraboj ricevis sian ne tre allogan nomon pro siaj gastronomiaj preferoj. Unuflanke, ĉi tio estas iom malpura, sed por la sterkskarabo ĝi estas bonega fonto de nutraĵoj, tial la plej multaj specioj de ĉi tiu familio ne bezonas aliajn fontojn de manĝaĵo aŭ eĉ akvon. La sola escepto estas la specio Deltochilum valgum, kies reprezentantoj amas festeni per centpieduloj.
La tropezo de sterkskaraboj estas la envio de la plej multaj aliaj vivantaj estaĵoj, ĉar ili vivas sur ĉiuj kontinentoj krom Antarkto. La vivejo varias de malvarmetaj arbaroj ĝis varmaj dezertoj. Evidente, estas pli facile trovi grandajn koncentriĝojn de sterkskaraboj en bestaj vivejoj, kiuj estas "fabrikoj" por la produktado de sia manĝaĵo. Sterkoskaraboj preferas stoki manĝaĵojn por la estonteco.
Mallonga video pri sterkskaraboj kaj la kompleksecoj de ilia vivmaniero (BBC, David Attenborough).
Malsamaj specioj de skaraboj havas siajn proprajn kondutismajn adaptajn trajtojn. Kelkaj formas bulojn el sterko, kiuj estas rulitaj de la kolektejo kaj entombigitaj en truo. Aliaj fosas tunelojn subtere, plenigante ilin per manĝaĵo. Kaj ankoraŭ aliaj, kiuj konas la diron pri Mohamedo kaj ĉagreno, simple vivas en amasoj da sterko.
Manĝaĵoj estas gravaj por la skarabo, sed ne tiom pro kialoj de memkonservado, sed pro kialoj de prizorgado de estontaj idoj. La fakto estas, ke larvoj de sterkskarabo vivas en tio, kion ilia gepatro kolektis pli frue. Kaj ju pli da sterko, tio estas, manĝaĵo por la larvoj, des pli verŝajne ili pluvivos.
Mi trovis ĉi tiun formulaĵon dum la procezo de kolektado de informoj, kaj ĝi ne sonas tre bone, precipe la lasta parto:... Maskloj batalas por inoj, apogante siajn piedojn kontraŭ la muroj de la tunelo, kaj puŝante sian kontraŭulon per kornosimilaj elkreskaĵoj ... Kelkaj maskloj ne havas kornojn kaj tial ne batalas, sed havas pli grandajn gonadojn kaj gardadon. la ino en la sekva tunelo...
Nu, ni transiru de la kantoteksto rekte al la esploro mem.
Kiel mi menciis antaŭe, iuj specioj de sterkskaraboj formas pilkojn kaj ruliĝas ilin en rekta linio, sendepende de la kvalito aŭ malfacileco de la elektita vojo, en stokan truon. Estas ĉi tiu konduto de ĉi tiuj skaraboj, kiun ni plej konas danke al multaj dokumentarioj. Ni ankaŭ scias, ke krom forto (kelkaj specioj povas levi 1000 fojojn sian propran pezon), gastronomiaj preferoj kaj prizorgado de siaj idoj, sterkskaraboj havas bonegan spacan orientiĝon. Krome, ili estas la solaj insektoj kiuj kapablas navigi nokte uzante la stelojn.
En Sud-Afriko (loko de la observoj), sterkskarabo, trovinte "predon", formas pilkon kaj komencas ruli ĝin en rekta linio en hazarda direkto, plej grave for de konkurantoj, kiuj ne hezitos forpreni. la manĝaĵo, kiun ĝi akiris. Tial, por ke fuĝo estu efika, vi devas moviĝi en la sama direkto la tutan tempon, sen foriri.
La suno estas la ĉefa referencpunkto, kiel ni jam scias, sed ĝi ne estas la plej fidinda. La alteco de la suno ŝanĝiĝas dum la tago, kio reduktas la precizecon de orientiĝo. Kial la skaraboj ne ekkuras ronde, konfuziĝas en la direkto kaj kontrolas la mapon ĉiujn 2 minutojn? Estas logike supozi, ke la suno ne estas la sola fonto de informoj por orientiĝo en la spaco. Kaj tiam sciencistoj sugestis, ke la dua referencpunkto por skaraboj estas la vento, aŭ pli ĝuste ĝia direkto. Ĉi tio ne estas unika trajto, ĉar formikoj kaj eĉ blatoj kapablas uzi venton por trovi sian vojon.
En sia laboro, la sciencistoj decidis testi kiel sterkskaraboj uzas ĉi tiun multmodan sensan informon, kiam ili preferas navigi per la suno kaj kiam per la direkto de la vento, kaj ĉu ili uzas ambaŭ opciojn samtempe. Observoj kaj mezuradoj estis faritaj en la natura medio de la subjektoj, same kiel en simulitaj, kontrolitaj laboratoriokondiĉoj.
Esplorrezultoj
En ĉi tiu studo, la rolo de la ĉefa temo estis ludita de skarabo de la specio Scarabaeus lamarcki, kaj observoj en la natura medio estis faritaj sur la teritorio de la bieno Stonehenge, proksime de Johanesburgo (Sudafriko).
Bildo n-ro 1: ŝanĝoj en ventorapideco dum la tago (А), ŝanĝoj en ventodirekto dum la tago (В).
Antaŭaj mezuradoj de ventorapideco kaj direkto estis faritaj. Nokte, la rapideco estis plej malalta (<0,5 m/s), sed pliiĝis pli proksime al tagiĝo, atingante ĉiutagan pinton (3 m/s) inter 11:00 kaj 13:00 (suna alteco ∼70°).
La rapidecvaloroj estas rimarkindaj ĉar ili superas la sojlon de 0,15 m/s necesa por menotaksa orientiĝo de sterkskaraboj. En ĉi tiu kazo, la pinta ventorapideco koincidas je la horo de la tago kun la pinta agado de skaraboj Scarabaeus lamarcki.
La skaraboj ruliĝas sian predon en rekta linio de la kolektopunkto al sufiĉe granda distanco. Averaĝe, la tuta itinero daŭras 6.1 ± 3.8 minutojn. Tial, dum ĉi tiu tempodaŭro ili devas sekvi la itineron kiel eble plej precize.
Se ni parolas pri ventodirekto, tiam dum la periodo de maksimuma aktiveco de skaraboj (de 06:30 ĝis 18:30), la averaĝa ŝanĝo en ventodirekto dum tempoperiodo de 6 minutoj estas ne pli ol 27.0°.
Kombinante datumojn pri ventorapideco kaj direkto dum la tuta tago, sciencistoj kredas, ke tiaj vetercirkonstancoj sufiĉas por multmodala navigado de skaraboj.
Bildo #2
Estas tempo por observi. Por testi la eblan influon de vento sur la spacaj orientiĝaj trajtoj de sterkskaraboj, cirkla "areno" estis kreita kun manĝaĵo en la centro. La skaraboj estis liberaj ruli la pilkojn kiujn ili formis en ajna direkto de la centro en la ĉeesto de kontrolita, stabila aerfluo kun rapideco de 3 m/s. Tiuj testoj estis faritaj en klaraj tagoj kiam sunalteco variis dum la tago jene: ≥75° (alta), 45-60° (meze), kaj 15-30° (malalta).
Ŝanĝoj en aerfluo kaj sunpozicio povas ŝanĝiĝi ĝis 180° inter du vizitoj pri skarabo (2A). Ankaŭ indas konsideri la fakton, ke skaraboj ne suferas de sklerozo, kaj tial post la unua vizito ili memoras la vojon, kiun ili elektis. Sciante tion, sciencistoj konsideras ŝanĝojn en la angulo de eliro de la areno dum la posta eniro de la skarabo kiel unu el la indikiloj de la sukceso de orientiĝo.
Kiam suna alteco ≥75° (alta), ŝanĝoj en azimuto en respondo al 180° ŝanĝo en ventodirekto inter la unua kaj dua aroj estis amasigitaj ĉirkaŭ 180° (P < 0,001, V-testo) kun averaĝa ŝanĝo de 166.9 ± 79.3 ° (2B). En ĉi tiu kazo, ŝanĝo en la pozicio de la suno (spegulo estis uzata) je 180° kaŭzis subtilan reagon de 13,7 ± 89,1° (malsupra cirklo sur 2B).
Interese, ke ĉe mezaj kaj malaltaj sunaj altitudoj, skaraboj algluiĝis al siaj itineroj malgraŭ ŝanĝoj en ventodirekto - meza alteco: -15,9 ± 40,2°; P < 0,001; malalta altitudo: 7,1 ± 37,6°, P < 0,001 (2C и 2D). Sed ŝanĝi la direkton de la sunaj radioj je 180° havis la kontraŭan reagon, tio estas radikala ŝanĝo en la direkto de la vojo de la skarabo - meza alteco: 153,9 ± 83,3°; malalta altitudo: −162 ± 69,4°; P < 0,001 (pli malaltaj cirkloj en 2A, 2С и 2D).
Eble la orientiĝo estas influita ne de la vento mem, sed de odoroj. Por testi tion, dua grupo de testskaraboj havis siajn distalajn antenalsegmentojn, kiuj respondecas pri sia flarsento, forigitaj. Itinerŝanĝoj en respondo al 180° ŝanĝoj en ventodirekto elmontrita per tiuj skaraboj daŭre estis signife buligitaj ĉirkaŭ 180°. Alivorte, ekzistas preskaŭ neniu diferenco en la grado de orientiĝo inter skaraboj kun kaj sen la flarsento.
Meza konkludo estas, ke sterkskaraboj uzas la sunon kaj venton en sia orientiĝo. En ĉi tiu kazo, sub kontrolitaj laboratoriokondiĉoj, oni trovis, ke la ventkompaso dominas super la suna kompaso en la kazo de altaj sunaj altitudoj, sed la situacio komencas ŝanĝiĝi kiam la suno alproksimiĝas al la horizonto.
Tiu observado indikas ke ekzistas dinamika multimodala kompassistemo modloko, en kiu la interagado inter la du kategorioj ŝanĝiĝas laŭ sensaj informoj. Tio estas, la skarabo navigas en ajna momento de la tago, fidante je la plej fidinda fonto de informoj en tiu aparta momento (la suno estas malalta - la suno estas referenco; la suno estas alta - la vento estas referenco).
Poste, la sciencistoj decidis kontroli ĉu la vento helpas en orientiĝo de la skaraboj aŭ ne. Por tiu celo, areno kun diametro de 1 m estis preparita kun manĝaĵo en la centro. Entute, la skaraboj faris 20 sunsubirojn ĉe alta pozicio de la suno: 10 kun vento kaj 10 sen vento (2F).
Kiel atendite, la ĉeesto de vento pliigis la orientiĝoprecizecon de la skaraboj. Notiĝas ke en fruaj observaĵoj de suna kompasprecizeco, la ŝanĝo en azimuto inter du sinsekvaj aroj estas duobligita ĉe alta sunpozicio (>75°) komparite kun pli malalta pozicio (<60°).
Do, ni rimarkis, ke la vento ludas gravan rolon en la orientiĝo de sterkskaraboj, kompensante la malprecizecojn de la suna kompaso. Sed kiel skarabo kolektas informojn pri ventorapideco kaj direkto? Kompreneble, la plej evidenta estas, ke tio okazas tra la antenoj. Por kontroli tion, sciencistoj faris provojn endome ĉe konstanta aerfluo (3 m/s) kun la partopreno de du grupoj de skaraboj - kun kaj sen antenoj (3A).
Bildo #3
La ĉefkriterio por orientiĝoprecizeco estis la ŝanĝo en azimuto inter du aliroj kiam la aerfludirekto ŝanĝiĝis je 180°.
Ŝanĝoj en la direkto de movado de skaraboj kun antenoj estis amasigitaj ĉirkaŭ 180°, kontraste al skaraboj sen antenoj. Krome, la averaĝa absoluta ŝanĝo en azimuto por skaraboj sen antenoj estis 104,4 ± 36,0°, kio estas tre malsama de la absoluta ŝanĝo por skaraboj kun antenoj - 141,0 ± 45,0° (grafikaĵo en 3B). Tio estas, skaraboj sen antenoj ne povis navigi normale en la vento. Tamen, ili ankoraŭ povis bone navigi ĉe la suno.
Sur la bildo 3A montras testan aranĝon por testi la kapablon de la skaraboj kombini informojn de malsamaj sensaj kategorioj por alĝustigi ilian itineron. Por fari tion, la testo inkludis ambaŭ limŝtonojn (vento + suno) dum la unua alproksimiĝo, aŭ nur unu orientilo (suno aŭ vento) dum la dua. Tiamaniere, multmodaleco kaj unumodaleco estis komparitaj.
Observoj montris, ke ŝanĝoj en la direkto de movo de skaraboj post la transiro de multi- al unumodala orientilo koncentriĝis ĉirkaŭ 0°: vento nur: −8,2 ± 64,3°; nur suno: 16,5 ± 51,6° (grafikaĵoj en la centro kaj dekstre 3C).
Ĉi tiu orientiĝokarakterizaĵo ne diferencis de tiu kiu estis akirita en ĉeesto de du (suno + vento) famaĵoj (grafo maldekstre en 3С).
Tio sugestas ke, sub kontrolitaj kondiĉoj, skarabo povas uzi unu orientilon se la dua ne disponigas sufiĉajn informojn, tio estas, kompensi la malprecizecon de unu orientilo kun la dua.
Se vi pensas, ke sciencistoj haltis tie, tiam ĉi tio ne estas tiel. Poste, estis necese kontroli kiom bone la skaraboj konservas informojn pri unu el la limŝtonoj, kaj ĉu ili uzos ĝin estonte kiel suplementon. Por tiu celo oni faris 4 alirojn: en la unua estis 1 orientilo (la suno), en la dua kaj tria estis aldonita aerfluo, kaj dum la kvara estis nur aerfluo. Testo ankaŭ estis farita kie la famaĵoj estis en inversa sinsekvo: vento, suno + vento, suno + vento, suno.
Prova teorio estas ke se skaraboj povas stoki informojn pri ambaŭ famaĵoj en la sama spaca memorregiono en la cerbo, tiam ili devus konservi la saman direkton en la unua kaj kvara vizitoj, t.e. ŝanĝoj en direkto de movo devas amasiĝi ĉirkaŭ 0°.
Bildo #4
La kolektitaj datumoj pri la ŝanĝo en azimuto dum la unua kaj kvara kuroj konfirmis la supran supozon (4A), kiu estis plue konfirmita per modelado, kies rezultoj estas prezentitaj en grafikaĵo 4C (maldekstre).
Kiel kroma kontrolo, provoj estis faritaj kie la aerfluo estis anstataŭigita per ultraviola punkto (4B kaj 4C dekstre). La rezultoj estis preskaŭ identaj al la suno kaj aerfluotestoj.
Por pli detala konatiĝo kun la nuancoj de la studo, mi rekomendas rigardi и al li.
Epilogo
La kombinaĵo de rezultoj de eksperimentoj en kaj naturaj kaj kontrolitaj medioj montris ke en sterkskaraboj, vidaj kaj mekanosentaj informoj konverĝas al ofta neŭrala reto kaj estas stokitaj kiel momentfoto de multmodala kompaso. Komparo de la efikeco uzi aŭ la sunon aŭ la venton kiel referencon montris ke skaraboj emis uzi la referencon kiu provizis ilin per pli da informoj. La dua estas uzata kiel rezerva aŭ komplementa.
Ĉi tio povas ŝajni por ni tre ofta afero, sed ne forgesu, ke nia cerbo estas multe pli granda ol tiu de malgranda cimo. Sed, kiel ni eksciis, eĉ la plej malgrandaj estaĵoj kapablas je kompleksaj mensaj procezoj, ĉar en natura medio via supervivo dependas de aŭ forto aŭ inteligenteco, kaj plej ofte de kombinaĵo de ambaŭ.
Vendredo ekstere:
Eĉ skaraboj batalas pri predo. Kaj ne gravas, ke la predo estas bulo da sterko.
(BBC Tero, David Attenborough)
Dankon pro legado, restu scivolemaj kaj havu bonegan semajnfinon! 🙂
Dankon pro restado ĉe ni. Ĉu vi ŝatas niajn artikolojn? Ĉu vi volas vidi pli interesan enhavon? Subtenu nin farante mendon aŭ rekomendante al amikoj, 30% rabato por uzantoj de Habr sur unika analogo de enirnivelaj serviloj, kiu estis inventita de ni por vi: (havebla kun RAID1 kaj RAID10, ĝis 24 kernoj kaj ĝis 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 fojojn pli malmultekosta? Nur ĉi tie en Nederlando! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ekde $99! Legu pri
fonto: www.habr.com