Muaj lus nug uas peb nug los yog sim teb: yog vim li cas lub ntuj xiav, muaj pes tsawg lub hnub qub nyob rau hauv lub ntuj, leej twg muaj zog - ib tug dawb shark los yog ib tug killer whale, thiab lwm yam. Thiab muaj cov lus nug uas peb tsis tau nug, tab sis qhov ntawd tsis ua rau cov lus teb tsis txaus siab. Cov lus nug no suav nrog cov hauv qab no: Dab tsi tseem ceeb ntawm cov kws tshawb fawb los ntawm Lund (Sweden), Witwatersrand (South Africa), Stockholm (Sweden) thiab Würzburg (Lub Tebchaws Yelemees) cov tsev kawm ntawv ua ke? Qhov no tej zaum ib yam dab tsi tseem ceeb heev, complex thiab incredibly pab tau. Zoo, nws nyuaj rau hais kom paub meej txog qhov no, tab sis nws yog qhov nthuav heev, uas yog, yuav ua li cas dung beetles navigate hauv qhov chaw. Thaum xub thawj siab ib muag, txhua yam ntawm no tsis tseem ceeb, tab sis peb lub ntiaj teb yog tag nrho ntawm tej yam uas tsis yooj yim li lawv zoo li, thiab dung beetles yog pov thawj ntawm qhov no. Yog li, dab tsi yog qhov tshwj xeeb ntawm dung beetle's navigation system, cov kws tshawb fawb tau sim nws li cas, thiab kev sib tw ua li cas rau nws? Peb yuav pom cov lus teb rau cov lus nug no thiab lwm cov lus nug hauv tsab ntawv ceeb toom ntawm pawg tshawb fawb. Mus.
Protagonist
Ua ntej ntawm tag nrho cov, nws yog tsim nyog los paub qhov tseem ceeb ntawm txoj kev tshawb no. Nws muaj zog, siv zog ua haujlwm, tsis tu ncua, zoo nraug thiab saib xyuas. Nws yog dung beetle los ntawm superfamily Scarabaeidae.
Dung beetles tau txais lawv lub npe tsis txaus nyiam vim lawv nyiam noj zaub mov. Ntawm qhov tod tes, qhov no yog me ntsis tag nrho, tab sis rau dung beetle nws yog qhov zoo tshaj plaws ntawm cov as-ham, uas yog vim li cas feem ntau ntawm cov tsev neeg no tsis xav tau lwm qhov chaw ntawm zaub mov lossis dej. Qhov tsuas yog qhov tshwj xeeb yog hom Deltochilum valgum, uas nws cov neeg sawv cev nyiam ua kev lom zem ntawm centipedes.
Feem ntau ntawm dung beetles yog kev khib ntawm ntau lwm yam tsiaj muaj sia, txij li lawv nyob hauv txhua lub tebchaws tshwj tsis yog Antarctica. Qhov chaw nyob txawv ntawm cov hav zoov txias mus rau cov suab puam kub. Pom tseeb, nws yog qhov yooj yim dua los nrhiav qhov loj ntawm dung beetles nyob rau hauv cov tsiaj chaw uas yog "factories" rau kev tsim khoom ntawm lawv cov zaub mov. Dung beetles nyiam khaws zaub mov rau yav tom ntej.
Ib daim vis dis aus luv luv txog dung beetles thiab qhov nyuaj ntawm lawv txoj kev ua neej (BBC, David Attenborough).
Ntau hom kab beetles muaj lawv tus kheej kev coj tus cwj pwm adaptation. Qee daim ntawv pob ntawm cov quav, uas tau dov los ntawm qhov chaw sau thiab muab faus rau hauv ib lub qhov. Lwm tus khawb qhov hauv av, sau lawv nrog zaub mov. Thiab tseem muaj lwm tus, uas paub cov lus hais txog Mohammed thiab kev tu siab, tsuas yog nyob hauv heaps ntawm dung.
Cov khoom noj khoom haus tseem ceeb rau cov kab, tab sis tsis yog vim li cas ntawm kev khaws nws tus kheej, tab sis yog vim li cas ntawm kev saib xyuas cov xeeb ntxwv yav tom ntej. Qhov tseeb yog tias dung beetle larvae nyob hauv qhov lawv niam txiv tau sau ua ntej. Thiab ntau quav quav, uas yog, zaub mov rau larvae, lawv yuav muaj sia nyob.
Kuv tuaj hla cov qauv no hauv cov txheej txheem ntawm kev sau cov ntaub ntawv, thiab nws tsis zoo heev, tshwj xeeb tshaj yog qhov kawg:... Cov txiv neej sib ntaus sib tua rau poj niam, so lawv ob txhais taw tiv thaiv phab ntsa ntawm lub qhov, thiab thawb lawv tus nrog sib ntaus nrog horn-zoo li outgrowths ... Qee tus txiv neej tsis muaj horns thiab yog li ntawd tsis koom nrog kev sib ntaus sib tua, tab sis muaj cov gonads loj thiab tus neeg zov. tus poj niam tom ntej no tunnel...
Zoo, cia peb txav mus los ntawm cov nkauj ncaj qha mus rau kev tshawb fawb nws tus kheej.
Raws li kuv tau hais ua ntej lawm, qee hom dung beetles tsim cov pob thiab yob lawv hauv txoj kab ncaj nraim, tsis hais qhov zoo lossis qhov nyuaj ntawm txoj kev xaiv, mus rau hauv qhov chaw cia. Nws yog tus cwj pwm ntawm cov kab no uas peb paub zoo tshaj plaws ua tsaug rau ntau cov ntaub ntawv. Peb kuj paub tias ntxiv rau lub zog (qee hom tuaj yeem nqa 1000 npaug ntawm lawv tus kheej qhov hnyav), kev nyiam noj zaub mov thiab saib xyuas lawv cov xeeb ntxwv, dung beetles muaj qhov zoo tshaj plaws spatial orientation. Ntxiv mus, lawv tsuas yog kab uas muaj peev xwm taug kev thaum hmo ntuj siv lub hnub qub.
Nyob rau hauv South Africa (qhov chaw ntawm qhov kev soj ntsuam), ib tug dung beetle, tau pom "neeg raug tsim txom", tsim ib lub pob thiab pib dov nws nyob rau hauv ib tug ncaj txoj kab nyob rau hauv ib tug random kev taw qhia, qhov tseem ceeb tshaj plaws nyob deb ntawm cov neeg sib tw uas yuav tsis yig mus nqa mus. cov zaub mov nws tau txais. Yog li ntawd, rau kev khiav tawm kom ua tau zoo, koj yuav tsum txav mus rau tib qho kev taw qhia txhua lub sijhawm, tsis tas yuav tawm mus.
Lub hnub yog lub ntsiab lus tseem ceeb, raws li peb twb paub lawm, tab sis nws tsis yog qhov kev ntseeg siab tshaj plaws. Qhov siab ntawm lub hnub hloov txhua hnub, uas txo qhov tseeb ntawm kev taw qhia. Vim li cas cov kab tsis pib khiav hauv lub voj voog, tsis meej pem hauv kev taw qhia thiab tshawb xyuas daim ntawv qhia txhua 2 feeb? Nws yog qhov xav tau los xav tias lub hnub tsis yog tib qhov chaw ntawm cov ntaub ntawv rau kev taw qhia hauv qhov chaw. Thiab tom qab ntawd cov kws tshawb fawb tau tawm tswv yim tias qhov thib ob siv rau kab kab yog cua, lossis nws qhov kev taw qhia. Qhov no tsis yog ib qho tshwj xeeb, vim cov ntsaum thiab kab laum tuaj yeem siv cua los nrhiav lawv txoj hauv kev.
Hauv lawv txoj haujlwm, cov kws tshawb fawb tau txiav txim siab los sim seb cov kab dung beetles siv cov ntaub ntawv qhia txog kev xav ntau npaum li cas, thaum lawv nyiam taug kev los ntawm lub hnub thiab thaum twg los ntawm cua, thiab seb lawv puas siv ob qho tib si ib txhij. Kev soj ntsuam thiab kev ntsuas tau ua nyob rau hauv cov kev kawm 'natural ib puag ncig, nrog rau hauv simulated, tswj cov chaw kuaj mob.
Cov txiaj ntsig tshawb fawb
Nyob rau hauv txoj kev tshawb no, lub luag hauj lwm ntawm lub ntsiab kev kawm yog ua si los ntawm ib tug kab ntawm hom Scarabaeus lamarcki, thiab kev soj ntsuam hauv ib puag ncig ntuj tau ua nyob rau thaj chaw ntawm Stonehenge ua liaj ua teb, ze rau Johannesburg (South Africa).
Duab No. 1: hloov cua ceev thaum nruab hnub (А), kev hloov pauv cua hauv nruab hnub (В).
Kev ntsuas ua ntej ntawm cua ceev thiab kev taw qhia tau ua tiav. Thaum tsaus ntuj, qhov ceev tau qis tshaj (<0,5 m / s), tab sis tau nce los ze rau kaj ntug, mus txog qhov siab tshaj plaws txhua hnub (3 m / s) ntawm 11:00 txog 13:00 (hnub ci qhov siab ∼70 °).
Cov nqi nrawm yog qhov tseem ceeb vim tias lawv tshaj qhov pib ntawm 0,15 m / s xav tau rau kev taw qhia menotactic ntawm dung beetles. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub ncov cua ceev coincides thaum lub sij hawm ntawm hnub nrog lub ncov kev ua si ntawm beetles Scarabaeus lamarcki.
Cov beetles dov lawv cov tsiaj nyob rau hauv ib txoj kab ncaj nraim los ntawm qhov chaw sau mus rau qhov deb heev. Qhov nruab nrab, tag nrho txoj kev yuav siv sij hawm 6.1 ± 3.8 feeb. Yog li ntawd, thaum lub sij hawm lub sij hawm no lawv yuav tsum ua raws li txoj kev raws li precisely li sai tau.
Yog tias peb tham txog cua kev taw qhia, ces thaum lub sijhawm ua haujlwm siab tshaj plaws ntawm cov kab (los ntawm 06:30 txog 18:30), qhov nruab nrab ntawm kev hloov cua hauv lub sijhawm ntawm 6 feeb tsis tshaj 27.0 °.
Los ntawm kev sib txuas cov ntaub ntawv ntawm cua ceev thiab kev taw qhia txhua hnub, cov kws tshawb fawb ntseeg tias cov huab cua zoo li no txaus rau kev siv ntau yam ntawm cov kab.
Duab #2
Nws yog lub sij hawm los soj ntsuam. Txhawm rau ntsuas qhov muaj peev xwm ntawm cua ntawm qhov chaw taw qhia tus yam ntxwv ntawm dung beetles, lub voj voog "arena" tau tsim nrog zaub mov hauv qhov chaw. Cov beetles tau dawb do yob cov khoom uas lawv tsim nyob rau hauv ib qho kev taw qhia ntawm qhov chaw nyob rau hauv lub xub ntiag ntawm ib tug tswj, ruaj khov huab cua khiav ntawm ib tug ceev ntawm 3 m / s. Cov kev ntsuam xyuas no tau ua rau hnub ntshiab thaum lub hnub qhov siab sib txawv txhua hnub raws li hauv qab no: ≥75 ° (siab), 45-60 ° (nruab nrab), thiab 15-30 ° (qis).
Kev hloov pauv hauv huab cua thiab lub hnub tuaj yeem hloov mus txog 180 ° ntawm ob kab mus ntsib (2A). Nws tseem tsim nyog xav txog qhov tseeb tias beetles tsis raug kev txom nyem los ntawm sclerosis, thiab yog li ntawd tom qab thawj zaug mus ntsib lawv nco qab txog txoj kev lawv tau xaiv. Paub txog qhov no, cov kws tshawb fawb coj mus rau hauv tus account cov kev hloov pauv ntawm lub kaum sab xis ntawm kev tawm ntawm lub arena thaum lub sij hawm tom ntej nkag ntawm cov kab uas yog ib qho ntawm cov cim qhia ntawm kev ua tiav ntawm kev taw qhia.
Thaum lub hnub qhov siab tshaj ≥75 ° (siab), kev hloov pauv hauv azimuth teb rau 180 ° kev hloov cua ntawm thawj thiab thib ob pawg tau ua ke nyob ib ncig ntawm 180 ° (P < 0,001, V test) nrog kev hloov pauv ntawm 166.9 ± 79.3 ° (2B). Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, ib tug hloov nyob rau hauv txoj hauj lwm ntawm lub hnub (ib daim iav siv) los ntawm 180 ° ua rau ib tug hloov maj mam cov tshuaj tiv thaiv ntawm 13,7 ± 89,1 ° (qis lub voj voog ntawm 2B).
Interestingly, nyob rau nruab nrab thiab qis hnub altitudes, beetles daig rau lawv txoj kev txawm hloov nyob rau hauv cov cua kev taw qhia - nruab nrab qhov siab: -15,9 ± 40,2 °; P <0,001; Qhov siab qis: 7,1 ± 37,6 °, P <0,001 (2C и 2D). Tab sis hloov cov kev taw qhia ntawm lub hnub lub rays los ntawm 180 ° muaj qhov opposite tshuaj, uas yog, ib tug radical hloov nyob rau hauv cov kev taw qhia ntawm lub beetle txoj kev - nruab nrab qhov siab: 153,9 ± 83,3 °; Qhov siab qis: -162 ± 69,4 °; P <0,001 (lub voj voog qis hauv 2A, 2S и 2D).
Tej zaum kev taw qhia tsis yog los ntawm cua nws tus kheej, tab sis los ntawm tsw. Txhawm rau kuaj qhov no, ib pab pawg thib ob ntawm cov kab ntsuas tau muaj lawv qhov chaw nruab nrab ntawm qhov chaw nruab nrab, uas yog lub luag haujlwm rau lawv qhov tsis hnov tsw, tshem tawm. Cov kev hloov pauv hauv cov lus teb rau 180 ° kev hloov pauv hauv cov kev taw qhia cua uas pom los ntawm cov kab no tseem muaj txiaj ntsig zoo nyob ib puag ncig 180 °. Hauv lwm lo lus, tsis muaj qhov sib txawv ntawm qhov kev taw qhia ntawm beetles nrog thiab tsis muaj qhov hnov tsw tsw.
Ib qho kev txiav txim siab nruab nrab yog tias dung beetles siv lub hnub thiab cua hauv lawv txoj kev taw qhia. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, nyob rau hauv lub chaw soj nstuam tswj tej yam kev mob, nws tau pom tias cua compass dominates lub hnub ci compass nyob rau hauv lub hnub siab altitudes, tab sis qhov teeb meem pib hloov thaum lub hnub mus rau lub qab ntug.
Qhov kev soj ntsuam no qhia tau hais tias muaj ib qho dynamic multimodal compass system nyob rau hauv qhov chaw, nyob rau hauv uas kev sib cuam tshuam ntawm ob modalities hloov raws li cov ntaub ntawv sensory. Ntawd yog, cov kab navigates txhua lub sijhawm ntawm hnub, vam khom cov ntaub ntawv tseem ceeb tshaj plaws ntawm lub sijhawm ntawd (lub hnub qis - lub hnub yog qhov siv; lub hnub siab - cua yog siv).
Tom qab ntawd, cov kws tshawb fawb tau txiav txim siab los xyuas seb cov cua puas pab rau kev taw qhia cov kab los tsis yog. Rau lub hom phiaj no, lub arena nrog ib txoj kab uas hla ntawm 1 m tau npaj nrog zaub mov hauv qhov chaw. Nyob rau hauv tag nrho, cov kab ua 20 hnub poob ntawm qhov chaw siab ntawm lub hnub: 10 nrog cua thiab 10 tsis muaj cua (2F).
Raws li kev cia siab, lub xub ntiag ntawm cua nce qhov beetles 'orientation raug. Nws tau raug sau tseg tias nyob rau hauv kev soj ntsuam thaum ntxov ntawm lub hnub ci compass raug, qhov kev hloov ntawm azimuth ntawm ob qhov kev ua tiav yog ob npaug ntawm lub hnub siab (> 75 °) piv rau qhov qis dua (<60 °).
Yog li ntawd, peb pom tau hais tias cua plays lub luag hauj lwm tseem ceeb nyob rau hauv lub orientation ntawm dung beetles, compensating rau lub inaccuracies ntawm lub hnub ci compass. Tab sis yuav ua li cas ib tug kab sau cov ntaub ntawv hais txog cua ceev thiab kev taw qhia? Tau kawg, qhov pom tseeb tshaj plaws yog qhov no tshwm sim los ntawm cov kav hlau txais xov. Txhawm rau txheeb xyuas qhov no, cov kws tshawb fawb tau ua qhov kev sim hauv tsev ntawm huab cua tsis tu ncua (3 m / s) nrog kev koom tes ntawm ob pawg kab - nrog thiab tsis muaj antennae (3A).
Duab #3
Lub ntsiab tseem ceeb rau kev taw qhia qhov tseeb yog qhov hloov pauv hauv azimuth ntawm ob txoj hauv kev thaum huab cua ntws hloov pauv los ntawm 180 °.
Kev hloov pauv ntawm kev txav ntawm cov kab nrog cov kav hlau txais xov tau ua ke nyob ib puag ncig 180 °, sib piv rau cov kab uas tsis muaj kav hlau txais xov. Tsis tas li ntawd, qhov kev hloov pauv ntawm azimuth rau beetles yam tsis muaj kav hlau txais xov yog 104,4 ± 36,0 °, uas yog qhov txawv ntawm qhov kev hloov pauv rau cov kab nrog kav hlau txais xov - 141,0 ± 45,0 ° (graph hauv 3B). Ntawd yog, kab tsis muaj antennae tsis tuaj yeem taug kev ib txwm nyob hauv cua. Txawm li cas los xij, lawv tseem zoo taw qhia los ntawm lub hnub.
Ntawm daim duab 3A qhia txog kev teeb tsa los ntsuas cov kab 'muaj peev xwm los sib txuas cov ntaub ntawv los ntawm cov kev xav sib txawv los kho lawv txoj hauv kev. Txhawm rau ua qhov no, qhov kev sim suav nrog ob qho chaw (cua + hnub) thaum thawj txoj hauv kev, lossis tsuas yog ib thaj av (hnub lossis cua) thaum lub sijhawm thib ob. Nyob rau hauv no txoj kev, multimodality thiab unimodality tau muab piv.
Kev soj ntsuam pom tau hais tias kev hloov pauv ntawm kev txav ntawm cov kab tom qab kev hloov pauv ntawm ntau- mus rau ib qho chaw tsis pom kev tau pom zoo nyob ib ncig ntawm 0 °: cua xwb: −8,2 ± 64,3 °; Lub hnub tsuas yog: 16,5 ± 51,6 ° (graphs hauv nruab nrab thiab sab xis 3C).
Qhov kev taw qhia tus yam ntxwv no tsis txawv ntawm qhov uas tau txais nyob rau hauv lub xub ntiag ntawm ob (hnub + cua) landmarks (daim duab ntawm sab laug hauv 3S).
Qhov no qhia tau hais tias, nyob rau hauv kev tswj xyuas, ib kab tuaj yeem siv ib thaj av yog tias qhov thib ob tsis muab cov ntaub ntawv txaus, uas yog, them nyiaj rau qhov tsis raug ntawm ib thaj av nrog qhov thib ob.
Yog tias koj xav tias cov kws tshawb fawb tau nres qhov ntawd, qhov no tsis yog li ntawd. Tom ntej no, nws yog ib qho tsim nyog los xyuas seb cov kab no khaws cov ntaub ntawv zoo npaum li cas txog ib qho ntawm thaj chaw, thiab seb lawv puas siv nws yav tom ntej los ua ib qho ntxiv. Rau lub hom phiaj no, 4 txoj hauv kev tau ua tiav: thawj zaug muaj 1 thaj av (lub hnub), nyob rau hauv qhov thib ob thiab thib peb muaj huab cua ntws ntxiv, thiab thaum lub sijhawm plaub tsuas muaj cua ntws xwb. Ib qho kev sim kuj tau ua qhov chaw thaj av nyob rau hauv qhov kev txiav txim rov qab: cua, hnub + cua, hnub + cua, hnub.
Ib txoj kev xav zoo yog tias yog kab kab tuaj yeem khaws cov ntaub ntawv hais txog ob qho chaw hauv thaj av tib lub cim xeeb hauv lub hlwb, ces lawv yuav tsum tuav tib txoj kev coj mus rau thawj zaug thiab thib plaub, piv txwv li. Kev hloov pauv ntawm kev taw qhia ntawm kev txav yuav tsum nyob ib ncig ntawm 0 °.
Duab #4
Cov ntaub ntawv khaws tseg ntawm kev hloov pauv hauv azimuth thaum thawj thiab thib plaub khiav tau lees paub qhov kev xav saum toj no (4A), uas tau lees paub ntxiv los ntawm kev ua qauv, cov txiaj ntsig tau piav qhia hauv daim duab 4C (sab laug).
Raws li kev kuaj xyuas ntxiv, kev ntsuam xyuas tau ua tiav qhov chaw huab cua hloov pauv los ntawm qhov chaw ultraviolet (4B thiab 4C ntawm sab xis). Cov txiaj ntsig tau yuav luag zoo ib yam rau lub hnub thiab kev ntsuas huab cua.
Rau cov ncauj lus kom ntxaws ntxiv nrog cov nuances ntawm txoj kev tshawb no, kuv xav kom saib и rau nws.
Epilogue
Kev sib xyaw ua ke ntawm cov txiaj ntsig los ntawm kev sim hauv ob qho tib si ntuj thiab kev tswj hwm ib puag ncig tau pom tias hauv cov kab dung beetles, cov ntaub ntawv pom thiab mechanosensory converge nyob rau hauv ib qho kev sib koom neural network thiab khaws cia ua ib qho snapshot ntawm multimodal compass. Kev sib piv ntawm qhov ua tau zoo ntawm kev siv lub hnub los yog cua raws li kev siv tau pom tias cov kab nyiam siv cov ntaub ntawv uas muab cov ntaub ntawv ntxiv rau lawv. Qhov thib ob yog siv los ua ib qho khoom seem lossis ntxiv.
Qhov no tej zaum yuav zoo li ib yam uas tshwm sim heev rau peb, tab sis tsis txhob hnov qab tias peb lub hlwb loj dua li cov kab me me. Tab sis, raws li peb tau kawm, txawm tias cov tsiaj me tshaj plaws muaj peev xwm ntawm cov txheej txheem kev puas siab puas ntsws, rau hauv cov tsiaj qus koj txoj kev ciaj sia nyob ntawm lub zog lossis kev txawj ntse, thiab feem ntau yog nyob ntawm ob qho tib si.
Hnub Friday yav tsaus ntuj:
Txawm tias beetles sib ntaus sib tua ntawm prey. Thiab nws tsis muaj teeb meem tias cov tsiaj txhu yog pob dung.
(BBC Earth, David Attenborough)
Ua tsaug rau kev nyeem ntawv, nyob xav paub thiab muaj lub hnub so zoo! 🙂
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