Et gi Froen déi mir gefrot oder probéiert hunn ze beäntweren: Firwat ass den Himmel blo, wéi vill Stäre sinn et um Himmel, wien ass méi staark - e Wäisshai oder e Killer Wal, asw. An et gi Froen déi mir net gestallt hunn, awer dat mécht d'Äntwert net manner interessant. Esou Froen enthalen déi folgend: wat sou wichteg hunn d'Wëssenschaftler vu Lund (Schweden), Witwatersrand (Südafrika), Stockholm (Schweden) a Würzburg (Däitschland) Universitéiten kombinéiert? Dëst ass wahrscheinlech eppes ganz wichteg, ganz komplex an onheemlech nëtzlech. Gutt, et ass schwéier fir sécher iwwer dëst ze soen, awer et ass definitiv ganz interessant, nämlech wéi Dung Käfer am Weltraum navigéieren. Op den éischte Bléck ass alles hei trivial, awer eis Welt ass voller Saachen déi net sou einfach sinn wéi se schéngen, an Dung Käfer sinn Beweis dofir. Also, wat ass sou eenzegaarteg iwwer d'Navigatiounssystem vum Dung Käfer, wéi hunn d'Wëssenschaftler et getest, a wat huet d'Konkurrenz domat ze dinn? Äntwerten op dës an aner Froen fanne mir am Bericht vun der Fuerschungsgrupp. Gitt.
Protagonist
Als éischt ass et derwäert den Haaptpersonnage vun dëser Etude kennen ze léieren. Hien ass staark, ustrengend, persistent, schéin an suergfälteg. Et ass en Dung Käfer aus der Superfamilie Scarabaeidae.
Dung Käfer krut hiren net ganz attraktiven Numm wéinst hire gastronomesche Virléiften. Engersäits ass dëst e bësse brutal, awer fir den Dung Käfer ass et eng exzellent Quell vun Nährstoffer, dofir brauche meescht Arten vun dëser Famill keng aner Quelle vu Liewensmëttel oder souguer Waasser. Déi eenzeg Ausnam ass d'Art Deltochilum valgum, deenen hir Vertrieder gär op Centipedes feieren.
D'Prévalenz vun Dung Käfer ass den Näid vun de meescht aner Liewewiesen, well se op alle Kontinenter ausser Antarktis liewen. De Liewensraum rangéiert vu kille Bëscher bis waarm Wüsten. Natierlech ass et méi einfach grouss Konzentratioune vun Dung Käfer an Déierehabitaten ze fannen, déi "Fabriken" fir d'Produktioun vun hirem Iessen sinn. Dung Käfer léiwer Liewensmëttel fir d'Zukunft ze späicheren.
E kuerze Video iwwer Dung Käfer an d'Komplexitéite vun hirem Liewensstil (BBC, David Attenborough).
Verschidde Arten vu Käfer hunn hir eege Verhalensadaptatiounseigenschaften. E puer bilden Kugelen aus Dünger, déi aus der Sammelplaz gerullt ginn an an engem Lach begruewe ginn. Anerer graven Tunnel ënnerierdesch, fëllen se mat Iessen. An nach anerer, déi de Spréchwuert iwwer Mohammed a Trauer kennen, liewen einfach a Koup Dung.
Nahrungsergänzungen si wichteg fir de Käfer, awer net sou vill aus Grënn vun der Selbstkonservatioun, awer aus Grënn fir zukünfteg Nofolger ze këmmeren. D'Tatsaach ass datt Dung Käfer Larven liewen an deem wat hir Elteren virdru gesammelt hunn. A wat méi Dünger, dat heescht Nahrung fir d'Larven, dest méi wahrscheinlech si se iwwerliewen.
Ech sinn op dëser Formuléierung am Prozess vun Informatioun sammelen, an et kléngt net ganz gutt, besonnesch de leschten Deel:... Männercher kämpfen fir d'Weibchen, riichten d'Féiss géint d'Maueren vum Tunnel a drécken hire Géigner mat Horn-ähnlechen Ausgruewungen ... Verschidde Männercher hunn keen Hunn an engagéieren sech dofir net am Kampf, awer méi grouss Gonaden a Schutz d'Fra am nächsten Tunnel ...
Gutt, loosst eis vun den Texter direkt an d'Recherche selwer weidergoen.
Wéi ech virdru scho gesot hunn, bilden e puer Arten vun Dung Käfere Kugelen a rullen se an enger riichter Linn, onofhängeg vun der Qualitéit oder Schwieregkeet vun der gewielter Streck, an e Späicherloch. Et ass dëst Verhalen vun dëse Käfer, dat mir am meeschte vertraut sinn dank ville Dokumentarfilmer. Mir wëssen och, datt nieft der Kraaft (e puer Arten kënnen 1000 Mol hiren eegene Gewiicht ophiewen), gastronomesch Virléiften a Pfleeg fir hir Nofolger, Dung Käfer hunn eng exzellent raimlech Orientéierung. Ausserdeem si si déi eenzeg Insekten, déi an der Nuecht mat de Stäre navigéiere kënnen.
A Südafrika (d'Plaz vun den Beobachtungen) formt en Dungkäfer, deen "Rou" fonnt huet, e Ball a fänkt un en an enger riichter Linn an eng zoufälleg Richtung ze rullen, am wichtegsten ewech vu Konkurrenten déi net zécken ze huelen. d'Liewensmëttel et kritt huet. Dofir, fir eng Flucht effektiv ze sinn, musst Dir ëmmer an der selwechter Richtung plënneren, ouni aus dem Kurs ze goen.
D'Sonn ass den Haaptreferenzpunkt, wéi mer scho wëssen, awer net deen zouverlässegsten. D'Héicht vun der Sonn ännert sech am Laf vum Dag, wat d'Genauegkeet vun der Orientéierung reduzéiert. Firwat fänken d'Käfer net a Kreeser ze lafen, duercherneen an d'Richtung a kontrolléieren d'Kaart all 2 Minutten? Et ass logesch unzehuelen datt d'Sonn net déi eenzeg Informatiounsquell fir raimlech Orientéierung ass. An dann hunn d'Wëssenschaftler virgeschloen datt den zweeten Referenzpunkt fir Käferen de Wand ass, oder éischter seng Richtung. Dëst ass keng eenzegaarteg Fonktioun, well Seancen a souguer Kakerlaken kënnen de Wand benotzen fir hire Wee ze fannen.
An hirer Aarbecht hunn d'Wëssenschaftler decidéiert ze testen wéi Dungkäfer dës multimodal sensoresch Informatioun benotzen, wann se léiwer vun der Sonn navigéieren a wéini no der Richtung vum Wand, an ob se béid Optiounen gläichzäiteg benotzen. Observatioune a Miessunge goufen am natierlechen Ëmfeld vun de Sujete gemaach, souwéi a simuléierten, kontrolléierte Laborbedéngungen.
Fuerschungsresultater
An dëser Etude ass d'Roll vum Haaptthema vun engem Käfer vun der Spezies gespillt Scarabaeus lamarcki, an Observatiounen am natierlechen Ëmfeld goufen um Territoire vum Stonehenge Bauerenhaff, bei Johannesburg (Südafrika), duerchgefouert.
Bild Nr. 1: Wandvitesse Ännerungen am Dag (А), Ännerungen an der Wandrichtung am Laf vum Dag (В).
Virleefeg Miessunge vu Wandgeschwindegkeet a Richtung goufen duerchgefouert. An der Nuecht war d'Vitesse am niddregsten (<0,5 m/s), awer méi no un d'Dämmerung eropgaang, an erreecht en deeglechen Héichpunkt (3 m/s) tëscht 11:00 an 13:00 (Solar Héicht ~70°).
D'Geschwindegkeetswäerter sinn bemierkenswäert well se d'Schwell vun 0,15 m / s iwwerschreiden déi fir menotaktesch Orientéierung vun Dung Käfer néideg sinn. An dësem Fall fällt d'Spëtzewindgeschwindegkeet an der Zäit vum Dag mat der Spëtzaktivitéit vu Käferen Scarabaeus lamarcki.
D'Käfer rullt hir Prouf an enger riichter Linn vum Sammelpunkt op eng zimlech grouss Distanz. Am Duerchschnëtt dauert déi ganz Streck 6.1 ± 3.8 Minutten. Dofir musse si während dëser Zäit de Wee esou präzis wéi méiglech verfollegen.
Wa mir iwwer Wandrichtung schwätzen, dann während der Period vun der maximaler Aktivitéit vu Käfer (vu 06:30 bis 18:30), ass d'Duerchschnëttsännerung vun der Wandrichtung während enger Zäit vu 6 Minutten net méi wéi 27.0 °.
Duerch d'Kombinatioun vun Daten iwwer Wandgeschwindegkeet a Richtung am ganzen Dag, gleewen d'Wëssenschaftler datt sou Wiederkonditiounen genuch sinn fir multimodal Navigatioun vu Käfer.
Bild #2
Et ass Zäit ze beobachten. Fir de méiglechen Afloss vum Wand op d'raimlech Orientéierungseigenschaften vun Dungkäfer ze testen, gouf eng kreesfërmeg "Arena" mat Iessen am Zentrum erstallt. D'Käfer ware fräi fir d'Bäll ze rullen, déi se an all Richtung aus dem Zentrum geformt hunn an der Präsenz vun engem kontrolléierten, stabile Loftfloss mat enger Geschwindegkeet vun 3 m / s. Dës Tester goufen op kloren Deeg duerchgefouert, wann d'Sonn Héicht am ganzen Dag variéiert wéi follegt: ≥75 ° (héich), 45-60 ° (Mëtt), an 15-30 ° (niddreg).
Ännerungen am Loftflow a Sonnepositioun kënne bis zu 180 ° tëscht zwee Käferbesichten änneren (2A). Et ass och derwäert ze berücksichtegen datt d'Käfer net vu Sklerose leiden, an dofir no der éischter Visite erënnere se un d'Strooss déi se gewielt hunn. Wann Dir dëst wësst, berücksichtegen d'Wëssenschaftler d'Verännerungen am Ausgangswénkel vun der Arena während der spéiderer Entrée vum Käfer als ee vun den Indikatoren fir den Erfolleg vun der Orientéierung.
Wann d'Sonn Héicht ≥75° (héich), Ännerungen am Azimut als Äntwert op eng 180° Ännerung an der Wandrichtung tëscht dem éischten an zweete Set goufen ëm 180° (P < 0,001, V Test) mat enger mëttlerer Ännerung vun 166.9 ± 79.3 geclustert. ° (2B). An dësem Fall huet eng Verännerung vun der Positioun vun der Sonn (e Spigel gouf benotzt) ëm 180° eng subtil Reaktioun vun 13,7 ± 89,1° verursaacht (ënneschten Krees op 2B).
Interessant ass, datt bei mëttleren an niddregen Sonnenhéichten d'Käfer trotz Verännerungen an der Wandrichtung un hir Strecke festhalen - Duerchschnëtt Héicht: -15,9 ± 40,2°; P < 0,001; niddereg Héicht: 7,1 ± 37,6°, P < 0,001 (2C и 2D). Awer d'Richtung vun de Sonnestrahlen ëm 180° z'änneren hat déi entgéintgesate Reaktioun, dat heescht eng radikal Ännerung an der Richtung vum Käfer säi Wee - duerchschnëttlech Héicht: 153,9 ± 83,3°; niddereg Héicht: -162 ± 69,4°; P < 0,001 (ënneschten Kreeser an 2A, 2С и 2D).
Vläicht ass d'Orientéierung net vum Wand selwer beaflosst, mee vu Geroch. Fir dëst ze testen, huet eng zweet Grupp vun Testkäfer hir distale Antennsegmenter, déi fir hire Gerochsënn verantwortlech sinn, ewechgeholl. Route Ännerungen als Äntwert op 180° Verännerungen an der Wandrichtung, déi vun dëse Käferen ausgestallt goufen, waren nach ëmmer däitlech ëm 180° geclustert. An anere Wierder, et gëtt praktesch keen Ënnerscheed am Orientéierungsgrad tëscht Käfere mat an ouni Gerochssinn.
Eng Zwëschenschluss ass datt Dungkäfer d'Sonn a Wand an hirer Orientéierung benotzen. An dësem Fall, ënner kontrolléiertem Laborbedéngungen, gouf festgestallt, datt de Wandkompass op héijer Sonnenhéicht iwwer de Sonnekompass dominéiert, awer d'Situatioun fänkt un ze änneren wann d'Sonn den Horizont kënnt.
Dës Observatioun weist datt et en dynamesche multimodale Kompasssystem op der Plaz ass, an deem d'Interaktioun tëscht den zwou Modalitéiten jee no sensorescher Informatioun ännert. Dat ass, de Käfer navigéiert zu all Moment vum Dag, vertrauen op déi zouverlässeg Informatiounsquell an deem bestëmmte Moment (d'Sonn ass niddereg - d'Sonn ass eng Referenz; d'Sonn ass héich - de Wand ass eng Referenz).
Als nächst hunn d'Wëssenschaftler decidéiert ze kontrolléieren ob de Wand hëlleft bei der Orientéierung vun de Käfer oder net. Fir dësen Zweck gouf eng Arena mat engem Duerchmiesser vun 1 m mat Iessen am Zentrum virbereet. Am Ganzen hunn d'Käfer 20 Sonnenënnergäng op enger héijer Positioun vun der Sonn gemaach: 10 mat Wand an 10 ouni Wand (2F).
Wéi erwaart huet d'Präsenz vum Wand d'Orientéierungsgenauegkeet vun de Käfer erhéicht. Et gëtt bemierkt datt bei fréien Observatioune vun der Sonnekompassgenauegkeet d'Verännerung vum Azimut tëscht zwee successive Sätz bei enger héijer Sonnepositioun (>75°) am Verglach zu enger méi niddereger Positioun (<60°) verduebelt gëtt.
Also hu mir gemierkt datt de Wand eng wichteg Roll an der Orientéierung vun Dung Käfer spillt, fir d'Ongenauegkeeten vum Sonnekompass ze kompenséieren. Awer wéi sammelt e Käfer Informatiounen iwwer Wandgeschwindegkeet a Richtung? Natierlech ass déi offensichtlechst Saach datt dëst duerch d'Antenne geschitt. Fir dëst z'iwwerpréiwen, hunn d'Wëssenschaftler Tester dobannen mat engem konstante Loftfloss (3 m / s) mat der Participatioun vun zwou Gruppe vu Käfer gemaach - mat an ouni Antennen (3A).
Bild #3
Den Haaptcritère fir d'Orientéierungsgenauegkeet war d'Verännerung vum Azimut tëscht zwou Approche wann d'Loftflossrichtung ëm 180° geännert huet.
Ännerungen an der Bewegungsrichtung vu Käfere mat Antennen goufen ëm 180 ° geclustert, am Géigesaz zu Käferen ouni Antennen. Ausserdeem war déi duerchschnëttlech absolut Ännerung vum Azimut fir Käfer ouni Antenne 104,4 ± 36,0°, wat ganz anescht ass wéi déi absolut Ännerung fir Käfer mat Antennen - 141,0 ± 45,0° (Grafik an 3B). Dat heescht, Käfer ouni Antenne konnten net normal am Wand navigéieren. Déi ware sech awer nach gutt vun der Sonn orientéiert.
Am Bild 3A weist en Test-Setup fir d'Käfer hir Fäegkeet ze testen fir Informatioun aus verschiddene sensoresche Modalitéiten ze kombinéieren fir hir Streck unzepassen. Fir dëst ze maachen, huet den Test souwuel Landmarken (Wand + Sonn) während der éischter Approche abegraff, oder nëmmen eng Landmark (Sonn oder Wand) während der zweeter. Op dës Manéier goufen Multimodalitéit an Unimodalitéit verglach.
Observatioune weisen datt Ännerungen an der Bewegungsrichtung vun de Käfer nom Iwwergang vun engem multi- an unimodal Landmark ëm 0° konzentréiert waren: nëmme Wand: -8,2 ± 64,3°; nëmmen Sonn: 16,5 ± 51,6° (Grafiken am Zentrum a riets op 3C).
Dës Orientéierungscharakteristik ënnerscheet sech net vun deem wat an der Präsenz vun zwee (Sonn + Wand) Landmarken kritt gouf (Grafik op der lénker Säit an 3С).
Dëst seet vir, datt ënner kontrolléierte Bedéngungen e Käfer ee Landmark benotze kann, wann déi zweet net genuch Informatioun gëtt, dat heescht, d'Ongenauegkeet vun engem Landmark mat der zweeter kompenséieren.
Wann Dir mengt datt d'Wëssenschaftler do opgehalen hunn, dann ass dat net esou. Als nächst war et néideg ze kontrolléieren wéi gutt d'Käfer Informatioun iwwer ee vun de Landmarken späicheren, an ob se se an Zukunft als Zousaz benotzen. Fir dësen Zweck goufen 4 Approche duerchgefouert: an der éischter war et 1 Landmark (d'Sonn), an der zweeter an drëtter gouf e Loftfloss bäigefüügt, a während der véierter war et nëmmen e Loftfloss. En Test gouf och gemaach wou d'Landmarken an ëmgedréint Uerdnung waren: Wand, Sonn + Wand, Sonn + Wand, Sonn.
Eng tentativ Theorie ass datt wann Käfer Informatiounen iwwer béid Landmarken an der selwechter raimlecher Erënnerungsregioun am Gehir späichere kënnen, da sollten se déiselwecht Richtung an der éischter a véierter Visite behalen, d.h. Verännerungen an der Bewegungsrichtung sollten ëm 0° clusteren.
Bild #4
Déi gesammelt Donnéeën iwwer d'Verännerung vum Azimut während der éischter an der véierter Laf bestätegt déi uewe genannte Virgab (4A), déi weider duerch Modelléierung bestätegt gouf, d'Resultater vun deenen an der Grafik 4C (lénks) duergestallt ginn.
Als zousätzlech Kontroll goufen Tester duerchgefouert, wou de Loftfloss duerch en ultraviolette Fleck ersat gouf (4B an 4C riets). D'Resultater ware bal identesch mat de Sonnen- a Loftstroumtester.
Fir e méi detailléierte Verständnis vun den Nuancen vun der Studie, ech recommandéieren e Bléck op и fir hien.
Epilogue
D'Kombinatioun vu Resultater vun Experimenter an natierlechen a kontrolléierten Ëmfeld huet gewisen datt an Dung Käfer, visuell a mechanosensoresch Informatioun an engem gemeinsamen neuralen Netzwierk konvergéieren an als Snapshot vun engem multimodale Kompass gespäichert ginn. E Verglach vun der Effizienz vum Gebrauch vun entweder d'Sonn oder de Wand als Referenz huet gewisen datt Käferen éischter d'Referenz benotzen déi hinnen méi Informatioun geliwwert huet. Déi zweet gëtt als Ersatz oder Ergänzung benotzt.
Dëst kann wéi eng ganz allgemeng Saach fir eis schéngen, awer vergiesst net datt eise Gehir vill méi grouss ass wéi dee vun engem klenge Käfer. Awer, wéi mir geléiert hunn, sinn och déi klengste Kreaturen fäeg komplex mental Prozesser ze maachen, well an der Wëld hänkt Är Iwwerliewe vu Stäerkt oder Intelligenz of, an meeschtens vun enger Kombinatioun vun deenen zwee.
Freideg off-top:
Och Käfere kämpfen iwwer d'Bau. An et ass egal, datt d'Prouf e Ball vun Dung ass.
(BBC Earth, David Attenborough)
Merci fir d'Liesen, bleift virwëtzeg a wënschen e schéine Weekend Kärelen! 🙂
Merci datt Dir bei eis bleift. Hutt Dir eis Artikelen gär? Wëllt Dir méi interessant Inhalt gesinn? Ënnerstëtzt eis andeems Dir eng Bestellung maacht oder Frënn empfeelt, 30% Remise fir Habr Benotzer op engem eenzegaartegen Analog vun Entry-Level Serveren, dee vun eis fir Iech erfonnt gouf: (verfügbar mat RAID1 an RAID10, bis zu 24 Kären a bis zu 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 Mol méi bëlleg? Nëmmen hei an Holland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - vun $99! Liest iwwer
Source: will.com