Ana pitakonan sing kita takon utawa nyoba kanggo njawab: kok langit biru, carane akeh lintang ing langit, sing kuwat - hiu putih utawa paus pembunuh, etc. Lan ana pitakonan sing ora kita takon, nanging ora nggawe jawaban kurang menarik. Pitakonan kasebut kalebu ing ngisor iki: apa sing penting banget para ilmuwan saka Lund (Swedia), Witwatersrand (Afrika Kidul), Stockholm (Swedia) lan Würzburg (Jerman) digabungake? Iki mbokmenawa soko penting banget, banget Komplek lan luar biasa migunani. Inggih, angel ngomong kanthi pasti babagan iki, nanging mesthi menarik banget, yaiku, carane kumbang dung navigasi ing angkasa. Sepisanan, kabeh ing kene ora pati penting, nanging jagad kita kebak barang sing ora gampang kaya sing katon, lan kumbang kotoran minangka bukti. Dadi, apa sing unik babagan sistem navigasi kumbang kotoran, kepiye para ilmuwan nguji, lan apa hubungane karo kompetisi? Kita bakal nemokake jawaban kanggo pitakonan kasebut lan pitakonan liyane ing laporan kelompok riset. Tindak.
Protagonis
Kaping pisanan, sampeyan kudu ngerti karakter utama panliten iki. Dheweke kuwat, kerja keras, ulet, nggantheng lan ngrawat. Iku kumbang kotoran saka superfamili Scarabaeidae.
Kumbang kotoran entuk jeneng sing ora patiya atraktif amarga preferensi gastronomi. Ing tangan siji, iki rada reged, nanging kanggo kumbang kotoran minangka sumber nutrisi sing apik, mula umume spesies kulawarga iki ora butuh sumber pangan utawa banyu liyane. Istiméwa mung spesies Deltochilum valgum, sing wakilé seneng mangan lipan.
Prevalensi kumbang kotoran minangka rasa iri marang makhluk urip liyane, amarga padha manggon ing kabeh bawana kajaba Antartika. Habitat kasebut wiwit saka alas sing adhem nganti ara-ara samun panas. Temenan, luwih gampang nemokake konsentrasi gedhe saka kumbang kotoran ing habitat kewan sing "pabrik" kanggo produksi panganan. Kumbang dung luwih seneng nyimpen panganan kanggo masa depan.
Video cekak babagan kumbang kotoran lan kerumitan cara uripe (BBC, David Attenborough).
Spesies kumbang sing beda-beda duwe ciri adaptasi prilaku dhewe. Sawetara mbentuk bal manure, sing digulung saka situs koleksi lan dikubur ing bolongan. Liyane ndhudhuk terowongan ing ngisor lemah, ngisi panganan. Lan isih liyane, sing ngerti paribasan bab Mohammed lan kasusahan, mung manggon ing tumpukan saka dung.
Pasokan panganan penting kanggo kumbang, nanging ora amarga alasan kanggo njaga awake dhewe, nanging kanggo ngrawat turunane. Kasunyatane yaiku larva kumbang kotoran manggon ing apa sing diklumpukake wong tuwa sadurunge. Lan luwih akeh manure, yaiku, panganan kanggo larva, luwih akeh bisa urip.
Aku ketemu formulasi iki ing proses ngumpulake informasi, lan iku ora muni apik banget, utamané bagéan pungkasan:... Wong lanang perang kanggo wong wadon, ngaso sikile ing tembok trowongan, lan nyurung mungsuh karo outgrowths kaya sungu ... Sawetara lanang ora duwe sungu lan mulane ora melu ing pertempuran, nanging duwe gonads lan njaga luwih gedhe. wanita ing trowongan sabanjure ...
Inggih, ayo pindhah saka lirik langsung menyang riset dhewe.
Kaya sing wis dakcritakake sadurunge, sawetara spesies kumbang kotoran mbentuk bal lan muter ing garis lurus, tanpa dipikirake kualitas utawa kesulitan rute sing dipilih, menyang bolongan panyimpenan. Prilaku kumbang iki sing paling kita kenal amarga akeh dokumenter. Kita uga ngerti manawa saliyane kekuatan (sawetara spesies bisa ngangkat 1000 kaping bobote dhewe), preferensi gastronomi lan ngurus anak-anake, kumbang dung duwe orientasi spasial sing apik banget. Kajaba iku, mung serangga sing bisa navigasi ing wayah wengi nggunakake lintang.
Ing Afrika Kidul (lokasi pengamatan), kumbang kotoran, sawise nemokake "mangsa", mbentuk bal lan wiwit muter ing garis lurus kanthi arah acak, sing paling penting adoh saka pesaing sing ora bakal ragu-ragu njupuk. panganan sing dipikolehi. Mulane, kanggo uwal dadi efektif, sampeyan kudu pindhah ing arah sing padha kabeh wektu, tanpa arep metu dalan.
Srengenge minangka titik referensi utama, kaya sing wis dingerteni, nanging ora paling dipercaya. Dhuwur srengenge ganti sedina muput, sing nyuda akurasi orientasi. Napa kumbang ora wiwit mlaku ing bunderan, bingung arah lan mriksa peta saben 2 menit? Iku logis kanggo nganggep yen srengenge ora mung sumber informasi kanggo orientasi ing antariksa. Banjur para ilmuwan nyaranake yen titik referensi kapindho kanggo kumbang yaiku angin, utawa arahe. Iki dudu fitur unik, amarga semut lan malah kecoak bisa nggunakake angin kanggo nggoleki dalane.
Ing karyane, para ilmuwan mutusake kanggo nguji kepiye kumbang kotoran nggunakake informasi sensori multimodal iki, nalika luwih seneng navigasi ing srengenge lan nalika arah angin, lan apa nggunakake loro opsi kasebut bebarengan. Observasi lan pangukuran ditindakake ing lingkungan alam subyek, uga ing kahanan laboratorium sing dikontrol lan simulasi.
Asil riset
Ing panliten iki, peran subyek utama dimainake dening kumbang spesies kasebut Scarabaeus lamarcki, lan pengamatan ing lingkungan alam ditindakake ing tlatah peternakan Stonehenge, cedhak Johannesburg (Afrika Kidul).
Gambar No. 1: owah-owahan kacepetan angin ing wayah awan (А), owah-owahan arah angin ing wayah awan (В).
Pangukuran awal kacepetan lan arah angin ditindakake. Ing wayah wengi, kacepetan paling murah (<0,5 m/s), nanging mundhak nyedhaki subuh, tekan puncak saben dina (3 m/s) antarane jam 11:00 lan 13:00 (ketinggian solar ~ 70°).
Nilai kacepetan kasebut penting amarga ngluwihi ambang 0,15 m / s sing dibutuhake kanggo orientasi menotactic saka kumbang kotoran. Ing kasus iki, kacepetan angin puncak bertepatan ing wayah awan karo aktivitas puncak kumbang Scarabaeus lamarcki.
Kumbang nggulung mangsane kanthi garis lurus saka titik koleksi menyang jarak sing cukup gedhe. Rata-rata, kabeh rute njupuk 6.1 ± 3.8 menit. Mula, sajrone wektu kasebut kudu ngetutake rute kasebut kanthi tepat.
Yen kita ngomong babagan arah angin, banjur sajrone periode aktivitas maksimal kumbang (saka 06:30 nganti 18:30), owah-owahan rata-rata arah angin sajrone periode wektu 6 menit ora luwih saka 27.0 °.
Kanthi nggabungake data babagan kacepetan lan arah angin sedina muput, para ilmuwan percaya yen kahanan cuaca kasebut cukup kanggo navigasi kumbang multimodal.
Gambar #2
Iku wektu kanggo mirsani. Kanggo nguji kemungkinan pengaruh angin ing karakteristik orientasi spasial kumbang kotoran, "arena" bunder digawe kanthi panganan ing tengah. Kumbang bebas muter bal sing dibentuk ing sembarang arah saka tengah ing ngarsane aliran udara sing dikontrol lan stabil kanthi kecepatan 3 m / s. Tes kasebut ditindakake ing dina sing cerah nalika ketinggian srengenge beda-beda ing sadina-dina kaya ing ngisor iki: ≥75° (dhuwur), 45–60° (tengah), lan 15–30° (cendhek).
Owah-owahan aliran udara lan posisi srengenge bisa owah nganti 180° antarane rong kunjungan kumbang (2). Iku uga worth considering kasunyatan sing kumbang ora nandhang sangsara marga saka sclerosis, lan mulane sawise riko pisanan padha ngelingi rute sing wis milih. Ngerti iki, ilmuwan njupuk menyang akun owah-owahan ing amba metu saka arena sak entri sakteruse saka kumbang minangka salah siji pratondho saka sukses orientasi.
Nalika ketinggian srengéngé ≥75° (dhuwur), owah-owahan ing azimuth kanggo nanggepi owah-owahan 180° arah angin antarane set pisanan lan kaloro diklompokaké watara 180° (P <0,001, uji V) kanthi owah-owahan rata-rata 166.9 ± 79.3 °(2B). Ing kasus iki, owah-owahan ing posisi srengenge (pangilon digunakake) dening 180 ° nyebabake reaksi subtle 13,7 ± 89,1 ° (lingkaran ngisor ing 2B).
Sing nggumunake, ing dhuwur srengenge sedheng lan kurang, kumbang macet ing rute kasebut sanajan ana owah-owahan arah angin - dhuwur rata-rata: -15,9 ± 40,2 °; P <0,001; dhuwur kurang: 7,1 ± 37,6°, P <0,001 (2C и 2D). Nanging owah-owahan arah sinar srengenge kanthi 180 ° duwe reaksi sing ngelawan, yaiku, owah-owahan radikal ing arah rute kumbang - dhuwur rata-rata: 153,9 ± 83,3 °; dhuwur kurang: −162 ± 69,4°; P <0,001 (lingkaran ngisor ing 2, 2є и 2D).
Mungkin orientasi ora dipengaruhi dening angin dhewe, nanging kanthi mambu. Kanggo nguji iki, klompok kumbang tes kapindho duwe segmen antena distal, sing tanggung jawab kanggo rasa mambu, dibusak. Owah-owahan rute kanggo nanggepi owah-owahan 180° arah angin sing dipamerake kumbang iki isih sacara signifikan kluster watara 180°. Ing tembung liya, meh ora ana bedane ing tingkat orientasi antarane kumbang kanthi lan tanpa indera mambu.
Kesimpulan penengah yaiku kumbang kotoran nggunakake srengenge lan angin ing orientasi. Ing kasus iki, ing kahanan laboratorium sing dikontrol, ditemokake yen kompas angin nguwasani kompas surya ing kasus ketinggian srengenge sing dhuwur, nanging kahanan kasebut wiwit owah nalika srengenge nyedhaki cakrawala.
Observasi iki nuduhake yen ana sistem kompas multimodal dinamis, ing ngendi interaksi antarane rong modalitas diganti miturut informasi sensori. Tegese, kumbang bisa navigasi ing sembarang wektu, gumantung ing sumber informasi sing paling dipercaya ing wektu tartamtu (srengenge kurang - srengenge minangka referensi, srengenge dhuwur - angin minangka referensi).
Sabanjure, para ilmuwan mutusake kanggo mriksa apa angin mbantu orienting kumbang utawa ora. Kanggo maksud iki, arena kanthi diameter 1 m disiapake kanthi panganan ing tengah. Secara total, kumbang nggawe 20 sunset ing posisi dhuwur srengenge: 10 kanthi angin lan 10 tanpa angin (2F).
Kaya sing dikarepake, anane angin nambah akurasi orientasi kumbang. Kacathet yen ing pengamatan awal akurasi kompas surya, owah-owahan ing azimuth antarane rong set berturut-turut tikel kaping pindho ing posisi srengenge dhuwur (> 75 °) dibandhingake karo posisi sing luwih murah (<60 °).
Dadi, kita nyadari yen angin nduweni peran penting ing orientasi kumbang kotoran, ngimbangi ketidakakuratan kompas surya. Nanging kepiye carane kumbang ngumpulake informasi babagan kacepetan lan arah angin? Mesthine, sing paling jelas yaiku kedadeyan kasebut liwat antena. Kanggo verifikasi iki, para ilmuwan nganakake tes ing njero ruangan kanthi aliran udara konstan (3 m / s) kanthi partisipasi rong klompok kumbang - kanthi antena lan tanpa antena (3A).
Gambar #3
Kriteria utama kanggo akurasi orientasi yaiku owah-owahan azimuth antarane rong pendekatan nalika arah aliran udara diganti 180 °.
Owah-owahan arah obahe kumbang kanthi antena dikumpulake watara 180°, beda karo kumbang tanpa antena. Kajaba iku, rata-rata owah-owahan absolut ing azimuth kanggo kumbang tanpa antena yaiku 104,4 ± 36,0 °, sing beda banget karo owah-owahan absolut kanggo kumbang kanthi antena - 141,0 ± 45,0 ° (grafik ing 3B). Yaiku, kumbang tanpa antena ora bisa navigasi kanthi normal ing angin. Nanging, padha isih uga oriented dening srengenge.
Ing gambar 3 nuduhake persiyapan test kanggo nguji kemampuan kumbang kanggo nggabungake informasi saka macem-macem cara sensori kanggo nyetel rute. Kanggo nindakake iki, tes kasebut kalebu loro landmark (angin + srengenge) sajrone pendekatan pisanan, utawa mung siji landmark (srengenge utawa angin) sajrone sing kapindho. Kanthi cara iki, multimodalitas lan unimodalitas dibandhingake.
Observasi nuduhake yen owah-owahan ing arah gerakan kumbang sawise transisi saka multi- menyang landmark unimodal dikonsentrasi watara 0 °: mung angin: -8,2 ± 64,3 °; mung srengenge: 16,5 ± 51,6° (grafik ing tengah lan tengen ing 3C).
Karakteristik orientasi iki ora beda karo sing dipikolehi ing ngarsane rong landmark (srengenge + angin) (grafik ing sisih kiwa ing 3є).
Iki nuduhake yen, ing kahanan sing dikontrol, kumbang bisa nggunakake siji landmark yen sing nomer loro ora menehi informasi sing cukup, yaiku, ngimbangi ketidakakuratan siji landmark karo sing liyane.
Yen sampeyan ngira manawa para ilmuwan mandheg ing kana, mula ora kaya ngono. Sabanjure, perlu kanggo mriksa kepiye kumbang nyimpen informasi babagan salah sawijining landmark, lan apa sing digunakake ing mangsa ngarep minangka tambahan. Kanggo tujuan iki, 4 pendekatan ditindakake: ing kapisan ana 1 tengara (srengenge), ing kaloro lan katelu ditambahake aliran udara, lan sajrone kaping papat mung ana aliran udara. Tes uga ditindakake ing ngendi tengara ana ing urutan mbalikke: angin, srengenge + angin, srengenge + angin, srengenge.
Teori tentatif yaiku yen kumbang bisa nyimpen informasi babagan loro landmark ing wilayah memori spasial sing padha ing otak, mula kudu njaga arah sing padha ing kunjungan pisanan lan kaping papat, yaiku. owah-owahan ing arah gerakan kudu cluster watara 0 °.
Gambar #4
Data sing diklumpukake babagan owah-owahan ing azimuth sajrone mlaku pisanan lan kaping papat dikonfirmasi ing asumsi ing ndhuwur (4A), sing luwih dikonfirmasi liwat pemodelan, asil sing digambarake ing grafik 4C (kiwa).
Minangka pemeriksaan tambahan, tes ditindakake ing ngendi aliran udara diganti karo titik ultraviolet (4B lan 4C ing sisih tengen). Asil kasebut meh padha karo tes aliran srengenge lan hawa.
Kanggo kenalan sing luwih rinci karo nuansa sinau, aku nyaranake ndeleng и kanggo dheweke.
Epilogue
Kombinasi asil eksperimen ing lingkungan alam lan sing dikontrol nuduhake yen ing kumbang kotoran, informasi visual lan mekanosensori gabung ing jaringan syaraf umum lan disimpen minangka gambar saka kompas multimodal. Perbandhingan efektifitas nggunakake srengenge utawa angin minangka referensi nuduhake yen kumbang cenderung nggunakake referensi sing nyedhiyakake informasi luwih lengkap. Sing nomer loro digunakake minangka cadangan utawa pelengkap.
Iki bisa uga katon umum banget kanggo kita, nanging aja lali yen otak kita luwih gedhe tinimbang bug cilik. Nanging, kaya sing wis kita sinau, sanajan makhluk sing paling cilik bisa nindakake proses mental sing rumit, amarga ing alam bébas, kaslametan sampeyan gumantung marang kekuwatan utawa kapinteran, lan paling asring kombinasi saka loro kasebut.
Jum'at ing ndhuwur:
Malah kumbang nglawan mangsa. Lan ora Matter sing memangsan iku bal saka dung.
(BBC Earth, David Attenborough)
Matur nuwun kanggo maca, tetep penasaran lan duwe akhir minggu sing apik! 🙂
Matur nuwun kanggo tetep karo kita. Apa sampeyan seneng karo artikel kita? Pengin ndeleng konten sing luwih menarik? Ndhukung kita kanthi nggawe pesenan utawa menehi rekomendasi menyang kanca, Diskon 30% kanggo pangguna Habr ing analog unik saka server level entri, sing diciptakake kanggo sampeyan: (kasedhiya karo RAID1 lan RAID10, munggah 24 intine lan nganti 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kaping luwih murah? Mung kene ing Walanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - saka $99! Maca babagan
Source: www.habr.com