Ir jautÄjumi, kurus uzdevÄm vai mÄÄ£inÄjÄm atbildÄt: kÄpÄc debesis ir zilas, cik zvaigžÅu debesÄ«s, kurÅ” ir stiprÄks - baltÄ haizivs vai zobenvalis utt. Un ir jautÄjumi, kurus mÄs neuzdevÄm, bet tas nepadara atbildi mazÄk interesantu. Å Ädi jautÄjumi ir Å”Ädi: ko tik svarÄ«gu apvienoja zinÄtnieki no Lundas (Zviedrija), Vitvotersrandas (DienvidÄfrika), Stokholmas (Zviedrija) un Vircburgas (VÄcija) universitÄtÄm? Tas, iespÄjams, ir kaut kas ļoti svarÄ«gs, ļoti sarežģīts un neticami noderÄ«gs. Nu, par to ir grÅ«ti pateikt precÄ«zi, bet tas noteikti ir ļoti interesanti, proti, kÄ mÄslu vaboles pÄrvietojas kosmosÄ. No pirmÄ acu uzmetiena Å”eit viss ir triviÄls, taÄu mÅ«su pasaule ir pilna ar lietÄm, kas nav tik vienkÄrÅ”as, kÄ Å”Ä·iet, un mÄslu vaboles tam ir pierÄdÄ«jums. TÄtad, kas ir tik unikÄls mÄslu vaboles navigÄcijas sistÄmÄ, kÄ zinÄtnieki to pÄrbaudÄ«ja un kÄds ar to ir saistÄ«ts ar konkurenci? Uz Å”iem un citiem jautÄjumiem atbildes atradÄ«sim pÄtnieku grupas ziÅojumÄ. Aiziet.
Varonis
PirmkÄrt, ir vÄrts iepazÄ«t Ŕī pÄtÄ«juma galveno varoni. ViÅÅ” ir spÄcÄ«gs, strÄdÄ«gs, neatlaidÄ«gs, izskatÄ«gs un gÄdÄ«gs. TÄ ir mÄslu vabole no Scarabaeidae virsdzimtas.
MÄslu vaboles ieguva savu ne pÄrÄk pievilcÄ«go nosaukumu, pateicoties savÄm gastronomiskajÄm vÄlmÄm. No vienas puses, tas ir nedaudz rupji, bet mÄslu vabolei tas ir lielisks barÄ«bas vielu avots, tÄpÄc lielÄkajai daļai Ŕīs dzimtas sugu nav nepiecieÅ”ami citi barÄ«bas avoti vai pat Å«dens. VienÄ«gais izÅÄmums ir suga Deltochilum valgum, kuras pÄrstÄvji ļoti mÄ«l mieloties ar simtkÄjiem.
MÄslu vaboļu izplatÄ«bu apskauž lielÄkÄ daļa citu dzÄ«vo radÄ«bu, jo tÄs dzÄ«vo visos kontinentos, izÅemot AntarktÄ«du. Biotops svÄrstÄs no vÄsiem mežiem lÄ«dz karstiem tuksneÅ”iem. AcÄ«mredzot ir vieglÄk atrast lielu mÄslu vaboļu koncentrÄciju dzÄ«vnieku dzÄ«votnÄs, kas ir ārÅ«pnÄ«casā viÅu barÄ«bas ražoÅ”anai. MÄslu vaboles dod priekÅ”roku pÄrtikas uzglabÄÅ”anai nÄkotnei.
ÄŖss video par mÄslu vabolÄm un to dzÄ«vesveida sarežģījumiem (BBC, David Attenborough).
DažÄdÄm vaboļu sugÄm ir savas uzvedÄ«bas adaptÄcijas Ä«paŔības. Daži veido kÅ«tsmÄslu bumbiÅas, kuras tiek izritinÄtas no savÄkÅ”anas vietas un apraktas bedrÄ. Citi rok tuneļus pazemÄ, piepildot tos ar pÄrtiku. Un vÄl citi, kas zina teicienu par Muhamedu un bÄdÄm, vienkÄrÅ”i dzÄ«vo mÄslu kaudzÄs.
BarÄ«bas krÄjumi vabolei ir svarÄ«gi, taÄu ne tik daudz paÅ”saglabÄÅ”anÄs, bet gan nÄkotnes pÄcnÄcÄju kopÅ”anas nolÅ«kos. Fakts ir tÄds, ka mÄslu vaboļu kÄpuri dzÄ«vo tajÄ, ko viÅu vecÄki savÄca agrÄk. Un jo vairÄk kÅ«tsmÄslu, tas ir, barÄ«bas kÄpuriem, jo āālielÄka iespÄja, ka tie izdzÄ«vos.
Es sastapos ar Å”o formulÄjumu informÄcijas vÄkÅ”anas procesÄ, un tas neizklausÄs Ä«paÅ”i labi, it Ä«paÅ”i pÄdÄjÄ daļa:... TÄviÅi cÄ«nÄs par mÄtÄ«tÄm, atspiežot kÄjas pret tuneļa sienÄm, un spiežot pretinieku ar ragveida izaugumiem ... Dažiem tÄviÅiem nav ragu un tÄpÄc viÅi neiesaistÄs kaujÄ, bet ir lielÄki dzimumdziedzeri un aizsargs. sieviete nÄkamajÄ tunelÄ« ...
Nu, pÄriesim no dziesmu tekstiem tieÅ”i uz paÅ”u pÄtÄ«jumu.
KÄ jau minÄju iepriekÅ”, dažas mÄslu vaboļu sugas veido bumbiÅas un ripina tÄs taisnÄ lÄ«nijÄ, neatkarÄ«gi no izvÄlÄtÄ marÅ”ruta kvalitÄtes vai sarežģītÄ«bas, uzglabÄÅ”anas bedrÄ. Pateicoties daudzÄm dokumentÄlajÄm filmÄm, mÄs vislabÄk pazÄ«stam Å”o vaboļu uzvedÄ«bu. MÄs arÄ« zinÄm, ka papildus spÄkam (dažas sugas spÄj pacelt 1000 reižu lielÄku svaru), gastronomiskÄm vÄlmÄm un rÅ«pÄm par pÄcnÄcÄjiem mÄslu vabolÄm ir lieliska telpiskÄ orientÄcija. TurklÄt tie ir vienÄ«gie kukaiÅi, kas spÄj pÄrvietoties naktÄ«, izmantojot zvaigznes.
DienvidÄfrikÄ (novÄrojumu atraÅ”anÄs vieta) mÄslu vabole, atradusi ālaupÄ«jumuā, izveido bumbu un sÄk to ripot taisnÄ lÄ«nijÄ nejauÅ”Ä virzienÄ, vissvarÄ«gÄk prom no konkurentiem, kuri nevilcinÄsies aizvest. pÄrtika, ko tÄ ieguvusi. TÄpÄc, lai bÄgÅ”ana bÅ«tu efektÄ«va, jums visu laiku jÄpÄrvietojas vienÄ virzienÄ, nenovirzoties no kursa.
Saule ir galvenais atskaites punkts, kÄ mÄs jau zinÄm, taÄu tas nav visuzticamÄkais. Saules augstums mainÄs visas dienas garumÄ, kas samazina orientÄcijas precizitÄti. KÄpÄc vaboles nesÄk skriet pa apli, apmulst virzienÄ un ik pÄc 2 minÅ«tÄm pÄrbaudÄ«t karti? Ir loÄ£iski pieÅemt, ka saule nav vienÄ«gais informÄcijas avots, lai orientÄtos kosmosÄ. Un tad zinÄtnieki ierosinÄja, ka otrais atskaites punkts vabolÄm ir vÄjÅ” vai drÄ«zÄk tÄ virziens. TÄ nav unikÄla iezÄ«me, jo skudras un pat tarakÄni spÄj izmantot vÄju, lai atrastu ceļu.
SavÄ darbÄ zinÄtnieki nolÄma pÄrbaudÄ«t, kÄ mÄslu vaboles izmanto Å”o multimodÄlo sensoro informÄciju, kad viÅi dod priekÅ”roku navigÄcijai pÄc saules un kad vÄja virziena, un vai viÅi izmanto abas iespÄjas vienlaikus. NovÄrojumi un mÄrÄ«jumi tika veikti subjektu dabiskajÄ vidÄ, kÄ arÄ« simulÄtos, kontrolÄtos laboratorijas apstÄkļos.
PÄtÄ«juma rezultÄti
Å ajÄ pÄtÄ«jumÄ galvenÄ subjekta lomu spÄlÄja sugas vabole Scarabaeus lamarcki, un novÄrojumi dabiskajÄ vidÄ tika veikti Stounhendžas fermas teritorijÄ, netÄlu no Johannesburgas (DienvidÄfrika).
AttÄls Nr. 1: vÄja Ätruma izmaiÅas dienas laikÄ (Š), vÄja virziena izmaiÅas dienas laikÄ (Š).
Tika veikti iepriekÅ”Äjie vÄja Ätruma un virziena mÄrÄ«jumi. NaktÄ« Ätrums bija mazÄkais (<0,5 m/s), bet pieauga tuvÄk rÄ«tausmai, sasniedzot diennakts maksimumu (3 m/s) laikÄ no 11:00 lÄ«dz 13:00 (saules augstums ~70Ā°).
Ätruma vÄrtÄ«bas ir ievÄrojamas, jo tÄs pÄrsniedz 0,15 m/s slieksni, kas nepiecieÅ”ams mÄslu vaboļu menotaktiskajai orientÄcijai. Å ajÄ gadÄ«jumÄ maksimÄlais vÄja Ätrums sakrÄ«t diennakts laikÄ ar vaboļu aktivitÄtes maksimumu Scarabaeus lamarcki.
Vaboles ripina savu upuri taisnÄ lÄ«nijÄ no savÄkÅ”anas vietas lÄ«dz diezgan lielam attÄlumam. VidÄji viss marÅ”ruts aizÅem 6.1 Ā± 3.8 minÅ«tes. TÄpÄc Å”ajÄ laika posmÄ viÅiem pÄc iespÄjas precÄ«zÄk jÄievÄro marÅ”ruts.
Ja runÄjam par vÄja virzienu, tad vaboļu maksimÄlÄs aktivitÄtes periodÄ (no 06:30 lÄ«dz 18:30) vidÄjÄ vÄja virziena maiÅa 6 minÅ«Å”u laikÄ nav lielÄka par 27.0Ā°.
Apvienojot datus par vÄja Ätrumu un virzienu visas dienas garumÄ, zinÄtnieki uzskata, ka Å”Ädi laika apstÄkļi ir pietiekami multimodÄlai vaboļu navigÄcijai.
2. attÄls
Ir pienÄcis laiks novÄrot. Lai pÄrbaudÄ«tu vÄja iespÄjamo ietekmi uz mÄslu vaboļu telpiskÄs orientÄcijas Ä«paŔībÄm, tika izveidota apļveida āarÄnaā ar barÄ«bu centrÄ. Vaboles varÄja brÄ«vi ripinÄt izveidotÄs bumbiÅas jebkurÄ virzienÄ no centra kontrolÄtas, stabilas gaisa plÅ«smas klÄtbÅ«tnÄ ar Ätrumu 3 m/s. Å ie testi tika veikti skaidrÄs dienÄs, kad saules augstums visas dienas garumÄ mainÄ«jÄs Å”Ädi: ā„75Ā° (augsts), 45ā60Ā° (vidÄji) un 15ā30Ā° (zems).
Gaisa plÅ«smas un saules stÄvokļa izmaiÅas var mainÄ«ties lÄ«dz pat 180Ā° starp diviem vaboles apmeklÄjumiem (2Š). JÄÅem vÄrÄ arÄ« tas, ka vaboles neslimo ar sklerozi un tÄpÄc jau pÄc pirmÄs vizÄ«tes atceras izvÄlÄto marÅ”rutu. To zinot, zinÄtnieki kÄ vienu no orientÄÅ”anÄs panÄkumu rÄdÄ«tÄjiem Åem vÄrÄ izmaiÅas arÄnas izejas leÅÄ·Ä« turpmÄkÄs vaboles ienÄkÅ”anas laikÄ.
Kad saules augstums ir ā„75Ā° (augsts), azimuta izmaiÅas, reaÄ£Äjot uz vÄja virziena maiÅu par 180Ā° starp pirmo un otro komplektu, tika grupÄtas ap 180Ā° (P < 0,001, V tests) ar vidÄjo izmaiÅu 166.9 Ā± 79.3 Ā° (2B). Å ajÄ gadÄ«jumÄ saules stÄvokļa maiÅa (izmantots spogulis) par 180Ā° izraisÄ«ja smalku reakciju 13,7 Ā± 89,1Ā° (apakÅ”Äjais aplis ieslÄgts 2B).
Interesanti, ka vidÄjÄ un zemÄ saules augstumÄ vaboles pieturÄjÄs pie saviem marÅ”rutiem, neskatoties uz vÄja virziena izmaiÅÄm - vidÄjais augstums: -15,9 Ā± 40,2Ā°; P < 0,001; mazs augstums: 7,1 Ā± 37,6Ā°, P < 0,001 (2C Šø 2D). Bet, mainot saules staru virzienu par 180Ā°, radÄs pretÄja reakcija, tas ir, radikÄli mainÄ«jÄs vaboles marÅ”ruta virziens - vidÄjais augstums: 153,9 Ā± 83,3Ā°; mazs augstums: ā162 Ā± 69,4Ā°; P < 0,001 (apakÅ”Äjie apļi iekÅ”Ä 2Š, 2S Šø 2D).
VarbÅ«t orientÄciju ietekmÄ nevis pats vÄjÅ”, bet gan smaržas. Lai to pÄrbaudÄ«tu, otrai testa vaboļu grupai tika noÅemti distÄlie antenas segmenti, kas ir atbildÄ«gi par ožu. MarÅ”ruta izmaiÅas, reaÄ£Äjot uz 180Ā° vÄja virziena izmaiÅÄm, ko demonstrÄja Ŕīs vaboles, joprojÄm bija ievÄrojami sagrupÄtas ap 180Ā°. Citiem vÄrdiem sakot, orientÄcijas pakÄpÄ praktiski nav atŔķirÄ«bu starp vabolÄm ar ožu un bez tÄs.
StarpsecinÄjums ir tÄds, ka mÄslu vaboles savÄ orientÄcijÄ izmanto sauli un vÄju. Å ajÄ gadÄ«jumÄ kontrolÄtos laboratorijas apstÄkļos tika konstatÄts, ka vÄja kompass dominÄ pÄr Saules kompasu lielÄ saules augstumÄ, bet situÄcija sÄk mainÄ«ties, kad saule tuvojas horizontam.
Å is novÄrojums norÄda, ka pastÄv dinamiska multimodÄla kompasa sistÄma, kurÄ mijiedarbÄ«ba starp abÄm modalitÄtÄm mainÄs atkarÄ«bÄ no sensorÄs informÄcijas. Tas ir, vabole pÄrvietojas jebkurÄ diennakts laikÄ, paļaujoties uz visuzticamÄko informÄcijas avotu konkrÄtajÄ brÄ«dÄ« (saule ir zemu - saule ir atsauce; saule ir augstu - vÄjÅ” ir atsauce).
PÄc tam zinÄtnieki nolÄma pÄrbaudÄ«t, vai vÄjÅ” palÄ«dz vabolÄm orientÄties vai nÄ. Å im nolÅ«kam tika sagatavota arÄna ar 1 m diametru ar Ädienu centrÄ. Pavisam vaboles 20 saulrietus radÄ«ja augstÄ saules pozÄ«cijÄ: 10 ar vÄju un 10 bezvÄja (2F).
KÄ gaidÄ«ts, vÄja klÄtbÅ«tne palielinÄja vaboļu orientÄcijas precizitÄti. Tiek atzÄ«mÄts, ka agrÄ«nos Saules kompasa precizitÄtes novÄrojumos azimuta izmaiÅas starp divÄm secÄ«gÄm kopÄm tiek dubultotas augstÄ saules pozÄ«cijÄ (> 75 Ā°), salÄ«dzinot ar zemÄku pozÄ«ciju (<60 Ā°).
TÄtad, mÄs sapratÄm, ka vÄjam ir liela nozÄ«me mÄslu vaboļu orientÄcijÄ, kompensÄjot saules kompasa neprecizitÄtes. Bet kÄ vabole ievÄc informÄciju par vÄja Ätrumu un virzienu? Protams, visredzamÄkais ir tas, ka tas notiek caur antenÄm. Lai to pÄrbaudÄ«tu, zinÄtnieki veica testus telpÄs pie nemainÄ«gas gaisa plÅ«smas (3 m/s), piedaloties divÄm vaboļu grupÄm - ar un bez antenÄm (3A).
3. attÄls
Galvenais orientÄcijas precizitÄtes kritÄrijs bija azimuta maiÅa starp divÄm pieejÄm, kad gaisa plÅ«smas virziens mainÄ«jÄs par 180Ā°.
Vaboļu ar antenÄm kustÄ«bas virziena izmaiÅas bija sagrupÄtas ap 180Ā°, atŔķirÄ«bÄ no vabolÄm bez antenÄm. TurklÄt vidÄjÄs absolÅ«tÄs azimuta izmaiÅas vabolÄm bez antenÄm bija 104,4 Ā± 36,0Ā°, kas ļoti atŔķiras no absolÅ«tajÄm izmaiÅÄm vabolÄm ar antenÄm - 141,0 Ā± 45,0Ā° (grafiks 3V). Tas ir, vaboles bez antenÄm nevarÄja normÄli pÄrvietoties vÄjÄ. TomÄr viÅi joprojÄm spÄja labi orientÄties saulÄ.
Uz attÄla 3Š parÄda testa iestatÄ«jumu, lai pÄrbaudÄ«tu vaboļu spÄju apvienot informÄciju no dažÄdÄm maÅu modalitÄtÄm, lai pielÄgotu savu marÅ”rutu. Lai to izdarÄ«tu, testÄ tika iekļauti abi orientieri (vÄjÅ” + saule) pirmajÄ piegÄjienÄ vai tikai viens orientieris (saule vai vÄjÅ”) otrajÄ. TÄdÄ veidÄ tika salÄ«dzinÄta multimodalitÄte un unimodalitÄte.
NovÄrojumi liecinÄja, ka vaboļu kustÄ«bas virziena izmaiÅas pÄc pÄrejas no multi-uz unimodÄlu orientieri koncentrÄjÄs ap 0Ā°: tikai vÄjÅ”: ā8,2 Ā± 64,3Ā°; tikai saule: 16,5 Ā± 51,6Ā° (grafiki centrÄ un pa labi 3C).
Å is orientÄcijas raksturlielums neatŔķīrÄs no tÄ, kas tika iegÅ«ts divu (saule + vÄjÅ”) orientieru klÄtbÅ«tnÄ (grafiks kreisajÄ pusÄ 3S).
Tas liek domÄt, ka kontrolÄtos apstÄkļos vabole var izmantot vienu orientieri, ja otrais nesniedz pietiekamu informÄciju, tas ir, kompensÄ viena orientiera neprecizitÄti ar otro.
Ja jÅ«s domÄjat, ka zinÄtnieki tur apstÄjÄs, tad tas tÄ nav. TurpinÄjumÄ bija jÄpÄrbauda, āācik labi vaboles glabÄ informÄciju par kÄdu no orientieriem un vai izmanto to turpmÄk kÄ papildinÄjumu. Å im nolÅ«kam tika veiktas 4 pieejas: pirmajÄ bija 1 orientieris (saule), otrajÄ un treÅ”ajÄ tika pievienota gaisa plÅ«sma, bet ceturtajÄ bija tikai gaisa plÅ«sma. Tika veikts arÄ« tests, kur orientieri bija apgrieztÄ secÄ«bÄ: vÄjÅ”, saule + vÄjÅ”, saule + vÄjÅ”, saule.
Provizoriska teorija ir tÄda, ka, ja vaboles var uzglabÄt informÄciju par abiem orientieriem vienÄ un tajÄ paÅ”Ä telpiskÄs atmiÅas reÄ£ionÄ smadzenÄs, tad pirmajÄ un ceturtajÄ apmeklÄjumÄ tÄm vajadzÄtu saglabÄt vienu un to paÅ”u virzienu, t.i. kustÄ«bas virziena izmaiÅÄm vajadzÄtu apvienoties ap 0Ā°.
4. attÄls
Apkopotie dati par azimuta izmaiÅÄm pirmajÄ un ceturtajÄ piegÄjienÄ apstiprinÄja iepriekÅ” minÄto pieÅÄmumu (4A), ko vÄl vairÄk apstiprinÄja modelÄÅ”ana, kuras rezultÄti ir attÄloti grafikÄ 4C (pa kreisi).
KÄ papildu pÄrbaude tika veikti testi, kur gaisa plÅ«sma tika aizstÄta ar ultravioleto plankumu (4B un 4C labajÄ pusÄ). RezultÄti bija gandrÄ«z identiski saules un gaisa plÅ«smas testiem.
DetalizÄtÄkai iepazÄ«Å”anai ar pÄtÄ«juma niansÄm iesaku aplÅ«kot
Epilogs
Eksperimentu rezultÄtu kombinÄcija gan dabiskÄ, gan kontrolÄtÄ vidÄ parÄdÄ«ja, ka mÄslu vabolÄs vizuÄlÄ un mehanosensorÄ informÄcija saplÅ«st kopÄjÄ neironu tÄ«klÄ un tiek saglabÄta kÄ multimodÄla kompasa momentuzÅÄmums. Saules vai vÄja kÄ atsauces izmantoÅ”anas efektivitÄtes salÄ«dzinÄjums parÄdÄ«ja, ka vaboles mÄdza izmantot atsauci, kas tÄm sniedza vairÄk informÄcijas. Otrais tiek izmantots kÄ rezerves vai papildu.
Mums tas var Ŕķist ļoti izplatÄ«ta parÄdÄ«ba, taÄu neaizmirstiet, ka mÅ«su smadzenes ir daudz lielÄkas nekÄ nelielas kļūdas smadzenes. Bet, kÄ mÄs uzzinÄjÄm, pat vismazÄkÄs radÄ«bas spÄj veikt sarežģītus garÄ«gos procesus, jo savvaÄ¼Ä jÅ«su izdzÄ«voÅ”ana ir atkarÄ«ga vai nu no spÄka, vai saprÄta, un visbiežÄk no abu kombinÄcijas.
Piektdienas izlaidums:
Pat vaboles cÄ«nÄs par laupÄ«jumu. Un tas nav svarÄ«gi, ka upuris ir mÄslu bumba.
(BBC Earth, Deivids Attenboro)
Paldies, ka lasÄ«jÄt, esiet zinÄtkÄrs un lai jums lieliska nedÄļas nogale, puiÅ”i! š
Paldies, ka palikÄt kopÄ ar mums. Vai jums patÄ«k mÅ«su raksti? Vai vÄlaties redzÄt interesantÄku saturu? Atbalsti mÅ«s, pasÅ«tot vai iesakot draugiem, 30% atlaide Habr lietotÄjiem unikÄlam sÄkuma lÄ«meÅa serveru analogam, ko mÄs jums izgudrojÄm:
Dell R730xd 2 reizes lÄtÄk? Tikai Å”eit
Avots: www.habr.com