тезек коңузу үчүн GPS: мультимодалдык ориентация системасы

Биз берген же жооп берүүгө аракет кылган суроолор бар: эмне үчүн асман көк, асманда канча жылдыз бар, ким күчтүүрөөк - ак акула же канкор кит ж.б.у.с. Жана биз бербеген суроолор бар, бирок бул жоопту кызыктырбайт. Мындай суроолорго төмөнкүлөр кирет: Лунд (Швеция), Витватерсранд (Түштүк Африка), Стокгольм (Швеция) жана Вюрцбург (Германия) университеттеринин окумуштуулары эмнени ушунчалык маанилүү бириктиришти? Бул, балким, абдан маанилүү, абдан татаал жана укмуштуудай пайдалуу нерсе. Ооба, бул жөнүндө так айтуу кыйын, бирок бул, албетте, абдан кызыктуу, тактап айтканда, тезек коңуздары космосто кантип багыт алат. Бир караганда, бул жерде бардыгы майда-чүйдө, бирок биздин дүйнө көрүнгөндөй жөнөкөй эмес нерселерге толгон жана тезек коңуздары буга далил. Ошентип, тезек коңузунун навигация системасынын эмнеси өзгөчө, окумуштуулар аны кантип сынашкан жана ага атаандаштыктын кандай тиешеси бар? Ушул жана башка суроолорго жоопту изилдөө тобунун баяндамасынан табабыз. Go.

каармандар

Биринчиден, бул изилдөөнүн негизги каарманы менен таанышуу керек. Ал күчтүү, эмгекчил, өжөр, сулуу жана камкор. Бул Scarabaeidae тукумундагы тезек коңузу.

Тезек коңуздары гастрономиялык каалоолорунан улам анча деле жагымдуу эмес аталышка ээ болушкан. Бир жагынан алганда, бул бир аз одоно, бирок тезек коңузу үчүн бул аш болумдуу заттардын эң сонун булагы, ошондуктан бул үй-бүлөнүн көпчүлүк түрлөрү башка тамак-аш булактарына, жада калса сууга муктаж эмес. Бир гана өзгөчөлүгү - Deltochilum valgum түрү, анын өкүлдөрү кырка буттуулар менен тойгонду жакшы көрүшөт.

Кезек коңуздарынын көп болушу башка тирүү жандыктардын көбүн кызгантат, анткени алар Антарктидадан башка бардык континенттерде жашайт. Жашоо чөйрөсү салкын токойлордон ысык чөлгө чейин. Албетте, тезек коңуздарынын чоң концентрациясын жаныбарлар жашаган жерлерден табуу оңой, алар азык-түлүк өндүрүү үчүн «фабрикалар» болуп саналат. Тезек коңуздары келечектеги тамак-ашты сактоону жакшы көрүшөт.


Кезек коңуздары жана алардын жашоо образынын татаалдыгы жөнүндө кыскача видео (BBC, David Attenboough).

Коңуздардын ар кандай түрлөрүнүн өзүнчө жүрүм-турум адаптациялоо өзгөчөлүктөрү бар. Кээ бирлери кыктан топторду түзөт, алар чогултулган жерден тоголоктоп, тешикке көмүлөт. Башкалары жер астынан туннелдерди казып, аларды тамак-ашка толтурушат. Жана дагы башкалары, Мухаммед жөнүндөгү сөздү жана кайгы-капаны билгендер, жөн эле тезек үйүп жашап жатышат.

Тамак-аш запастары коңуз үчүн маанилүү, бирок өзүн-өзү сактап калуу үчүн эмес, келечектеги тукумуна кам көрүү үчүн. Чындыгында, тезек коңуздарынын личинкалары ата-энеси мурда чогулткан жерде жашайт. Ал эми кык, башкача айтканда, личинкалар үчүн азык канчалык көп болсо, алардын аман калышы ошончолук жогору болот.

Мен маалымат чогултуу процессинде бул формулага туш болдум жана бул жакшы угулбайт, айрыкча акыркы бөлүгү:...Эркектери ургаачылар үчүн күрөшүп, буттарын туннелдин дубалдарына таянып, мүйүз сымал өскөндөр менен атаандашын түртүшөт ... Кээ бир эркектердин мүйүздөрү жок, ошондуктан согушууга катышпайт, бирок жыныс бездери чоңураак жана кароолчу болот. кийинки туннелдеги аял ...

Келгиле, лирикадан түздөн-түз изилдөөнүн өзүнө өтөлү.

Мен жогоруда айтып өткөндөй, тезек коңуздарынын кээ бир түрлөрү топторду түзүшүп, тандалган жолдун сапатына жана кыйынчылыгына карабастан, аларды сактоочу тешикке тоголоктоп коюшат. Бул коңуздардын мындай жүрүм-туруму бизге көптөгөн даректүү тасмалардын аркасында эң жакшы тааныш. Биз ошондой эле күч-кубат (айрым түрлөрү өз салмагын 1000 эсе көтөрө алат), гастрономиялык артыкчылыктардан жана өз тукумуна кам көрүүдөн тышкары, тезек коңуздарынын мейкиндикти эң сонун ориентацияга ээ экенин билебиз. Болгондо да, алар түн ичинде жылдыздардын жардамы менен багыт алган жалгыз курт-кумурскалар.

Түштүк Африкада (байкоолордун жайгашкан жери) тезек коңузу “жемдигин” таап, топту түзүп, аны түз сызык боюнча туш келди багытта тоголоктоп баштайт. ал алган тамак-аш. Ошондуктан, качуу эффективдүү болушу үчүн, курстан чыкпастан, ар дайым бир багытта кыймылдоо керек.

Күн негизги таяныч пункту болуп саналат, биз буга чейин эле билебиз, бирок ал абдан ишенимдүү эмес. Күндүн бийиктиги сутка бою өзгөрүп турат, бул ориентациянын тактыгын азайтат. Эмне үчүн коңуздар тегерекче чуркап, багыты боюнча адашып, 2 мүнөт сайын картаны текшерип башташпайт? Күн мейкиндикти ориентациялоо үчүн маалыматтын жалгыз булагы эмес деп болжолдоо логикалык. Анан илимпоздор коңуздар үчүн экинчи таяныч пункту шамал, тагыраак айтканда, анын багыты экенин айтышты. Бул уникалдуу өзгөчөлүк эмес, анткени кумурскалар, жада калса таракандар да шамалдын жардамы менен өз жолун таба алышат.

Окумуштуулар өз иштеринде тезек коңуздары бул мультимодалдык сенсордук маалыматты кантип колдонорун, качан алар күн жана качан шамалдын багыты боюнча багыт алууну каалаарын жана эки вариантты бир эле учурда колдонорун текшерүүнү чечишти. Байкоолор жана өлчөөлөр субъекттердин табигый чөйрөсүндө, ошондой эле симуляцияланган, контролдонуучу лабораториялык шарттарда жүргүзүлдү.

Изилдөөнүн натыйжалары

Бул изилдөөдө негизги теманын ролун түрдүн коңузу ойногон Scarabaeus lamarcki, ал эми табигый чөйрөдө байкоолор Йоханнесбургга (Түштүк Африка) жакын жайгашкан Стоунхендж фермасынын аймагында жүргүзүлгөн.

Сүрөт №1: күндүз шамалдын ылдамдыгынын өзгөрүшү (А), шамалдын багыты күндүз өзгөрөт (В).

Шамалдын ылдамдыгын жана багытын алдын ала өлчөө иштери жүргүзүлдү. Түнкүсүн ылдамдык эң төмөн болгон (<0,5 м/с), бирок таңга жакын көбөйүп, 3:11дөн 00:13гө чейин (күн бийиктиги ~00°) суткалык эң жогорку чегине (70 м/с) жеткен.

Ылдамдыктын маанилери көрүнүктүү, анткени алар тезек коңуздарынын менотактикалык багыты үчүн талап кылынган 0,15 м/с босогодон ашат. Мында шамалдын эң жогорку ылдамдыгы сутканын убактысына коңуздардын эң жогорку активдүүлүгүнө туура келет Scarabaeus lamarcki.

Коңуздар жемдерин чогултуу пунктунан бир кыйла чоң аралыкка чейин түз сызык менен тоголоктоп турушат. Орточо алганда, бардык каттам 6.1 ± 3.8 мүнөттү алат. Ошондуктан, бул убакыттын ичинде алар мүмкүн болушунча так жол менен жүрүүгө тийиш.

Эгерде шамалдын багыты жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда коңуздардын максималдуу активдүүлүгүнүн мезгилинде (саат 06:30дан 18:30га чейин) 6 мүнөттүк убакыт аралыгында шамалдын багытынын орточо өзгөрүшү 27.0°тан ашпайт.

Күн бою шамалдын ылдамдыгы жана багыты боюнча маалыматтарды бириктирип, окумуштуулар мындай аба ырайы коңуздардын мультимодалдык навигациясы үчүн жетиштүү деп эсептешет.

Сүрөт №2

Бул байкоого убакыт келди. Шамалдын тезек коңуздарынын мейкиндикти ориентациялоо өзгөчөлүктөрүнө тийгизген таасирин текшерүү үчүн борбордо тамак-аш менен тегерек «арена» түзүлгөн. Коңуздар 3 м/сек ылдамдыкта башкарылуучу, туруктуу аба агымы болгон шартта өздөрү түзгөн шарларды борбордон каалаган тарапка тегерете эркин айланта алышкан. Бул сыноолор күндүн бийиктиги күн бою төмөнкүдөй өзгөрүп турган ачык күндөрдө жүргүзүлдү: ≥75° (жогорку), 45–60° (орто) жана 15–30° (төмөн).

Аба агымынын жана күндүн позициясынын өзгөрүшү коңуздун эки жолу келгенде 180° чейин өзгөрүшү мүмкүн (2A). Ошондой эле коңуздар склероз менен оорубаганын эске алуу керек, ошондуктан биринчи жолу баргандан кийин алар тандап алган жолду эстеп калышат. Муну билип, окумуштуулар ориентациянын ийгилигинин көрсөткүчтөрүнүн бири катары коңуздун кийинки кирген учурунда аренадан чыгуу бурчунун өзгөрүшүн эске алышат.

Күндүн бийиктиги ≥75° (жогорку) болгондо, биринчи жана экинчи топтомдордун ортосундагы шамалдын багытынын 180° өзгөрүшүнө жооп катары азимуттун өзгөрүшү 180° тегерегинде топтолгон (P <0,001, V сыноо) 166.9 ± 79.3 орточо өзгөрүү менен. ° (2B). Бул учурда күндүн абалынын 180° өзгөрүшү (күзгү колдонулган) 13,7 ± 89,1° (төмөнкү тегерек боюнча) тымызын реакцияны пайда кылды. 2B).

Кызыгы, күндүн орто жана төмөнкү бийиктиктеринде коңуздар шамалдын багыты өзгөргөнүнө карабай өз багыттарына жабышып калышкан – орточо бийиктикте: -15,9±40,2°; P <0,001; жапыз бийиктик: 7,1 ± 37,6°, P < 0,001 (2C и 2D). Ал эми күндүн нурларынын багытын 180°ка өзгөртүү карама-каршы реакцияга ээ болгон, башкача айтканда, коңуздун багыты түп-тамырынан бери өзгөргөн - орточо бийиктиги: 153,9 ± 83,3°; жапыз бийиктик: -162 ± 69,4°; P <0,001 (төмөнкү чөйрөлөр 2A, 2S и 2D).

Балким, ориентацияга шамалдын өзү эмес, жыттар таасир этет. Муну текшерүү үчүн сыноо коңуздарынын экинчи тобунун жыт сезүүсүнө жооп берген дисталдык антенналык сегменттери алынып салынды. Бул коңуздар көрсөткөн шамалдын багытынын 180° өзгөрүшүнө жооп катары маршруттун өзгөрүшү дагы эле 180° тегерегинде олуттуу топтолгон. Башкача айтканда, жыт сезүү сезими бар жана жок коңуздардын ориентация даражасында дээрлик эч кандай айырма жок.

Ортодогу тыянак: тезек коңуздары өз багытында күндү жана шамалды колдонушат. Бул учурда, көзөмөлдөнүүчү лабораториялык шарттарда, шамал компасы күндүн бийиктигинде күн компасы үстөмдүк кылаары аныкталган, бирок күн горизонтко жакындаганда кырдаал өзгөрө баштайт.

Бул байкоо динамикалык мультимодалдык компас системасы бар экенин көрсөтүп турат, мында эки модальдүүлүктүн өз ара аракети сенсордук маалыматка ылайык өзгөрөт. Башкача айтканда, коңуз сутканын каалаган убагында, ошол учурда эң ишенимдүү маалымат булагына (күн төмөн – күн шилтеме; күн бийик – шамал – шилтеме) таянып багыт алат.

Андан кийин окумуштуулар шамал коңуздарды ориентациялоого жардам береби же жокпу текшерүүнү чечишти. Бул үчүн ортосуна тамак-аш салынган диаметри 1 м болгон аянтча даярдалган. Бардыгы болуп, коңуздар күндүн бийик жеринде 20 күн батышты: шамал менен 10 жана шамалсыз 10 (2F).

Күтүлгөндөй, шамалдын болушу коңуздардын ориентациясынын тактыгын жогорулатты. Күн компасынын тактыгына алгачкы байкоолордо, кийинки эки топтомдун ортосундагы азимуттун өзгөрүшү күндүн бийик абалында (>75°) төмөнкү абалга (<60°) салыштырмалуу эки эсеге көбөйөрү белгиленген.

Ошентип, шамал күн компасынын так эместиктерин компенсациялоо менен тезек коңуздарынын багыт алуусунда маанилүү роль ойноорун түшүндүк. Бирок коңуз шамалдын ылдамдыгы жана багыты тууралуу маалыматты кантип чогултат? Албетте, эң айкын нерсе, бул антенналар аркылуу болот. Муну текшерүү үчүн окумуштуулар үй ичинде туруктуу аба агымында (3 м/сек) коңуздардын эки тобунун – антенналуу жана антеннасыз (3A).

Сүрөт №3

Ориентациянын тактыгынын негизги критерийи аба агымынын багыты 180° өзгөргөндө эки мамиленин ортосундагы азимуттун өзгөрүшү болду.

Антеннасы бар коңуздардын кыймыл багытындагы өзгөрүүлөр антеннасы жок коңуздардан айырмаланып, 180° тегерегинде топтолгон. Мындан тышкары, антеннасы жок коңуздар үчүн азимуттун орточо абсолюттук өзгөрүүсү 104,4 ± 36,0° түздү, бул антенналуу коңуздар үчүн абсолюттук өзгөрүүдөн абдан айырмаланат - 141,0 ± 45,0° (графиктеги графикте). ). Башкача айтканда, антеннасы жок коңуздар шамалда кадимкидей багыт ала алышчу эмес. Бирок, алар дагы эле күн тарабынан жакшы багытталган.

Сүрөттө 3A коңуздардын маршрутун тууралоо үчүн ар кандай сенсордук ыкмалардан алынган маалыматты айкалыштыруу жөндөмүн текшерүү үчүн тесттик түзүлүштү көрсөтөт. Бул үчүн, тест биринчи жолу жакындаганда эки белгини (шамал + күн) камтыды, же экинчи жолу бир гана белгини (күн же шамал) камтыды. Ушундай жол менен мультимодалдуулук менен унимодалдуулук салыштырылган.

Көзөмөлдөөлөр көрсөткөндөй, коңуздардын кыймыл багытындагы өзгөрүүлөр көп-модалдык белгиге өткөндөн кийин 0° тегерегинде топтолгон: шамал гана: -8,2 ± 64,3°; күн гана: 16,5 ± 51,6° (графтар ортодо жана оң жакта 3C).

Бул ориентациянын мүнөздөмөсү эки (күн + шамал) ориентирлердин (сол жактагы графиктин) катышуусунда алынгандан айырмаланган эмес. 3S).

Бул контролдонуучу шарттарда коңуз, эгерде экинчиси жетиштүү маалымат бербесе, бир белгинин так эместигин экинчиси менен компенсациялай алат дегенди билдирет.

Эгер окумуштуулар ошол жерде токтоп калды деп ойлосоңуз, анда бул андай эмес. Андан кийин, коңуздар белгилердин бири жөнүндө маалыматты канчалык жакшы сактаарын жана келечекте аны кошумча катары колдонушпасын текшерүү керек болчу. Бул максатта 4 мамиле жасалды: биринчисинде 1 ориентир (күн), экинчисинде жана үчүнчүсүндө аба агымы кошулган, төртүнчүсүндө аба агымы гана болгон. Сыноо ошондой эле белгилер тескери тартипте болгон жерде өткөрүлдү: шамал, күн + шамал, күн + шамал, күн.

Болжолдуу теория, эгерде коңуздар мээнин бир эле мейкиндик эс тутум аймагындагы эки белги жөнүндө маалыматты сактай алса, анда алар биринчи жана төртүнчү жолугууларда бирдей багытты сакташы керек, б.а. кыймыл багытындагы өзгөрүүлөр 0 ° тегерегинде топтошу керек.

Сүрөт №4

Биринчи жана төртүнчү чуркоодо азимуттун өзгөрүшү боюнча чогултулган маалыматтар жогорудагы божомолду (4А) тастыктады, ал андан ары моделдөө аркылуу тастыкталды, анын натыйжалары 4С графикте (солдо) сүрөттөлгөн.

Кошумча текшерүү катары аба агымы ультра кызгылт көк такка (оң жакта 4В жана 4С) алмаштырылган жерде сыноолор өткөрүлдү. Натыйжалар күн жана аба агымы боюнча сыноолор менен дээрлик бирдей болду.

Изилдөөнүн нюанстары менен кененирээк таанышуу үчүн мен карап көрүүнү сунуштайм окумуштуулар кабарлайт и Кошумча материалдар ага.

эпилогунда

Табигый жана башкарылуучу чөйрөлөрдөгү эксперименттердин натыйжаларынын айкалышы тезек коңуздарында визуалдык жана механикалык маалымат жалпы нейрон тармагында биригип, мультимодалдык компастын сүрөтү катары сакталаарын көрсөттү. Шилтеме катары күндү же шамалды колдонуунун эффективдүүлүгүн салыштыруу коңуздар аларга көбүрөөк маалымат берген шилтемени колдонушканын көрсөттү. Экинчиси запастык же кошумча катары колдонулат.

Бул биз үчүн өтө кадимки нерседей сезилиши мүмкүн, бирок мээбиз кичинекей бир мүчүлүштүктөн алда канча чоң экенин унутпаңыз. Бирок, биз билгендей, эң кичинекей жандыктар да татаал психикалык процесстерге жөндөмдүү, анткени жапайы жаратылышта сиздин жашооңуз же күчкө, же акылга, көбүнчө экөөнүн айкалышуусунан көз каранды.

Жумадан тышкары:


Жада калса коңуздар да жем үчүн күрөшөт. Ал эми олжосу бир топ тезек экени маанилүү эмес.
(BBC Earth, Дэвид Аттенборо)

Окуганыңыз үчүн рахмат, кызыктуу болуңуз жана дем алыш күндөрүңүздү жакшы өткөрүңүз! 🙂

Биз менен болгонуңуз үчүн рахмат. Биздин макалалар сизге жагабы? Көбүрөөк кызыктуу мазмунду көргүңүз келеби? Буйрутма берүү же досторуңузга сунуштоо менен бизди колдоңуз, Habr колдонуучулары үчүн биз сиз үчүн ойлоп тапкан баштапкы деңгээлдеги серверлердин уникалдуу аналогуна 30% арзандатуу: VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 өзөктүү) 10 ГБ DDR4 240 ГБ SSD 1 Гбит/с 20 доллардан же серверди кантип бөлүшүү керектиги жөнүндө бардык чындык? (RAID1 жана RAID10 менен жеткиликтүү, 24 өзөккө чейин жана 40 ГБ DDR4 чейин).

Dell R730xd 2 эсе арзанбы? Бул жерде гана 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ 199 доллардан баштап Нидерландыда! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 доллардан! Жөнүндө окуу Инфраструктураны кантип куруу керек. бир тыйынга 730 евро турган Dell R5xd E2650-4 v9000 серверлерин колдонуу менен класс?

Source: www.habr.com

Комментарий кошуу