Hemm mistoqsijiet li staqsejna jew ippruvajna nwieġbu: għaliex is-sema huwa blu, kemm hemm stilel fis-sema, min hu aktar b'saħħtu - kelb il-baħar abjad jew balena qattiel, eċċ. U hemm mistoqsijiet li aħna ma staqsajniex, iżda li ma jagħmilx ir-risposta inqas interessanti. Mistoqsijiet bħal dawn jinkludu dawn li ġejjin: x'inhuma l-importanza ta' xjenzjati mill-universitajiet ta' Lund (l-Isvezja), Witwatersrand (l-Afrika t'Isfel), Stokkolma (l-Isvezja) u Würzburg (il-Ġermanja) flimkien? Din hija probabbilment xi ħaġa importanti ħafna, kumplessa ħafna u utli oerhört. Ukoll, huwa diffiċli li tgħid żgur dwar dan, iżda żgur huwa interessanti ħafna, jiġifieri, kif il-ħanfus tad-demel jinnaviga fl-ispazju. L-ewwel daqqa t'għajn, kollox hawnhekk huwa trivjali, iżda d-dinja tagħna hija mimlija b'affarijiet li mhumiex sempliċi daqs kemm jidhru, u l-ħanfusa tad-demel huma prova ta 'dan. Allura, x'inhu daqshekk uniku dwar is-sistema ta 'navigazzjoni tal-ħanfusa tad-demel, kif ittestjawha x-xjenzati, u x'għandha x'taqsam magħha l-kompetizzjoni? Insibu tweġibiet għal dawn u mistoqsijiet oħra fir-rapport tal-grupp ta’ riċerka. Mur.
Protagonista
L-ewwelnett, ta 'min isir jaf il-karattru prinċipali ta' dan l-istudju. Huwa b'saħħtu, ħabrieki, persistenti, gustuż u li jieħu ħsieb. Hija ħanfusa tad-demel mis-superfamilja Scarabaeidae.
Il-ħanfus tad-demel kisbu l-isem mhux attraenti ħafna tagħhom minħabba l-preferenzi gastronomiċi tagħhom. Min-naħa waħda, dan huwa ftit gross, iżda għall-ħanfusa tad-demel huwa sors eċċellenti ta 'nutrijenti, u huwa għalhekk li ħafna mill-ispeċi ta' din il-familja m'għandhomx bżonn sorsi oħra ta 'ikel jew saħansitra ilma. L-unika eċċezzjoni hija l-ispeċi Deltochilum valgum, li r-rappreżentanti tagħha jħobbu jiffestaw iċ-ċentipedi.
Il-prevalenza tal-ħanfusa tad-demel hija l-għira tal-biċċa l-kbira tal-ħlejjaq ħajjin l-oħra, peress li jgħixu fil-kontinenti kollha ħlief l-Antartika. Il-ħabitat ivarja minn foresti friski sa deżerti sħan. Ovvjament, huwa aktar faċli li ssib konċentrazzjonijiet kbar ta 'ħanfus tad-demel f'ħabitats tal-annimali li huma "fabbriki" għall-produzzjoni tal-ikel tagħhom. Il-ħanfus tad-demel jippreferu jaħżnu l-ikel għall-futur.
Filmat qasir dwar il-ħanfus tad-demel u l-kumplessitajiet tal-mod ta’ ħajja tagħhom (BBC, David Attenborough).
Speċi differenti ta 'ħanfus għandhom il-karatteristiċi ta' adattament tal-imġieba tagħhom stess. Xi wħud jiffurmaw blalen ta 'demel, li huma rrumblati mis-sit tal-ġbir u midfuna f'toqba. Oħrajn iħaffru mini taħt l-art, jimlewhom bl-ikel. U oħrajn, li jafu l-qal dwar Mohammed u n-niket, sempliċement jgħixu f’munzelli ta’ demel.
Il-provvisti tal-ikel huma importanti għall-ħanfusa, iżda mhux tant għal raġunijiet ta 'awtopreservazzjoni, iżda għal raġunijiet ta' ħsieb ta 'frieħ futuri. Il-fatt hu li l-larva tal-ħanfusa tad-demel jgħixu f'dak li l-ġenitur tagħhom ġabar qabel. U iktar ma jkun hemm demel, jiġifieri ikel għall-larva, iktar ikun probabbli li jgħix.
Iltqajt ma' din il-formulazzjoni fil-proċess tal-ġbir ta 'informazzjoni, u ma tantx tinstema' tajjeb, speċjalment l-aħħar parti:... L-irġiel jiġġieldu għan-nisa, jistrieħu saqajhom mal-ħitan tal-mina, u jimbuttaw lill-avversarju tagħhom b'outgrowths bħal qrun ... Xi irġiel m'għandhomx qrun u għalhekk ma jidħlux fil-ġlieda, iżda għandhom gonadi u għassa akbar il-mara fil-mina li jmiss...
Ukoll, ejja ngħaddu mill-lirika direttament għar-riċerka nnifisha.
Kif semmejt qabel, xi speċi ta 'ħanfus tad-demel jiffurmaw blalen u jirrombluhom f'linja dritta, irrispettivament mill-kwalità jew id-diffikultà tar-rotta magħżula, f'toqba tal-ħażna. Hija din l-imġieba ta 'dawn il-ħanfusa li aħna l-aktar familjari magħha grazzi għal bosta dokumentarji. Nafu wkoll li minbarra s-saħħa (xi speċi jistgħu jerfgħu 1000 darba l-piż tagħhom stess), il-preferenzi gastronomiċi u l-kura tal-frieħ tagħhom, il-ħanfus tad-demel għandhom orjentazzjoni spazjali eċċellenti. Barra minn hekk, huma l-uniċi insetti li huma kapaċi jinnavigaw bil-lejl billi jużaw l-istilel.
Fl-Afrika t'Isfel (il-post tal-osservazzjonijiet), ħanfusa tad-demel, wara li sabet "priża", tifforma ballun u jibda jirromblah f'linja dritta f'direzzjoni każwali, l-aktar importanti 'l bogħod mill-kompetituri li mhux se joqogħdu lura milli jieħdu bogħod. l-ikel li jkun kiseb. Għalhekk, biex ħarba tkun effettiva, trid timxi fl-istess direzzjoni l-ħin kollu, mingħajr ma tmur barra.
Ix-xemx hija l-punt ta 'referenza prinċipali, kif diġà nafu, iżda mhix l-aktar affidabbli. L-għoli tax-xemx jinbidel matul il-ġurnata, li jnaqqas l-eżattezza tal-orjentazzjoni. Għaliex il-ħanfus ma jibdew jiġru fiċ-ċrieki, jitħawdu fid-direzzjoni u jiċċekkjaw il-mappa kull 2 minuti? Huwa loġiku li wieħed jassumi li x-xemx mhix l-uniku sors ta 'informazzjoni għall-orjentazzjoni fl-ispazju. U mbagħad ix-xjentisti ssuġġerew li t-tieni punt ta 'referenza għall-ħanfus huwa r-riħ, jew aħjar id-direzzjoni tiegħu. Din mhix karatteristika unika, peress li nemel u anke wirdien kapaċi jużaw ir-riħ biex isibu triqthom.
Fix-xogħol tagħhom, ix-xjentisti ddeċidew li jittestjaw kif il-ħanfus tad-demel jużaw din l-informazzjoni sensorja multimodali, meta jippreferu jinnavigaw mix-xemx u meta bid-direzzjoni tar-riħ, u jekk jużawx iż-żewġ għażliet simultanjament. Saru osservazzjonijiet u kejl fl-ambjent naturali tas-suġġetti, kif ukoll f'kundizzjonijiet simulati u kkontrollati tal-laboratorju.
Riżultati tar-riċerka
F'dan l-istudju, ir-rwol tas-suġġett ewlieni kellu ħanfusa tal-ispeċi Scarabaeus lamarcki, u osservazzjonijiet fl-ambjent naturali saru fit-territorju tar-razzett Stonehenge, ħdejn Johannesburg (Afrika t'Isfel).
Immaġni Nru 1: bidliet fil-veloċità tar-riħ matul il-ġurnata (А), bidliet fid-direzzjoni tar-riħ matul il-ġurnata (В).
Twettqu kejl preliminari tal-veloċità u d-direzzjoni tar-riħ. Bil-lejl, il-veloċità kienet l-aktar baxxa (<0,5 m/s), iżda żdiedet eqreb lejn is-sebħ, u laħqet quċċata ta 'kuljum (3 m/s) bejn 11:00 u 13:00 (altitudni solari ~ 70°).
Il-valuri tal-veloċità huma notevoli minħabba li jaqbżu l-limitu ta '0,15 m/s meħtieġ għall-orjentazzjoni menotattika tal-ħanfus tad-demel. F'dan il-każ, l-ogħla veloċità tar-riħ tikkoinċidi fil-ħin tal-ġurnata mal-ogħla attività tal-ħanfus Scarabaeus lamarcki.
Il-ħanfus irrumbla l-priża tagħhom f'linja dritta mill-punt tal-ġbir sa distanza pjuttost kbira. Bħala medja, ir-rotta kollha tieħu 6.1 ± 3.8 minuti. Għalhekk, matul dan il-perjodu ta 'żmien għandhom isegwu r-rotta bl-aktar mod preċiż possibbli.
Jekk nitkellmu dwar id-direzzjoni tar-riħ, allura matul il-perjodu ta 'attività massima tal-ħanfus (minn 06:30 sa 18:30), il-bidla medja fid-direzzjoni tar-riħ matul perjodu ta' żmien ta '6 minuti ma tkunx aktar minn 27.0 °.
Billi tgħaqqad id-dejta dwar il-veloċità u d-direzzjoni tar-riħ matul il-ġurnata, ix-xjentisti jemmnu li tali kundizzjonijiet tat-temp huma biżżejjed għan-navigazzjoni multimodali tal-ħanfus.
Immaġni #2
Wasal iż-żmien li tosserva. Biex tiġi ttestjata l-influwenza possibbli tar-riħ fuq il-karatteristiċi tal-orjentazzjoni spazjali tal-ħanfus tad-demel, inħolqot "arena" ċirkolari bl-ikel fiċ-ċentru. Il-ħanfus kienu ħielsa li jirromblaw il-blalen li ffurmaw fi kwalunkwe direzzjoni miċ-ċentru fil-preżenza ta 'fluss ta' arja kkontrollat u stabbli b'veloċità ta '3 m/s. Dawn it-testijiet saru fi ġranet ċari meta l-altitudni tax-xemx varjat matul il-ġurnata kif ġej: ≥75° (għoli), 45-60° (nofs), u 15-30° (baxx).
Bidliet fil-fluss tal-arja u l-pożizzjoni tax-xemx jistgħu jinbidlu sa 180° bejn żewġ żjarat tal-ħanfusa (2). Ta’ min jikkunsidra wkoll il-fatt li l-ħanfus ma jbatux mill-isklerożi, u għalhekk wara l-ewwel żjara jiftakru r-rotta li għażlu. Billi jafu dan, ix-xjentisti jqisu l-bidliet fl-angolu tal-ħruġ mill-arena matul id-dħul sussegwenti tal-ħanfusa bħala wieħed mill-indikaturi tas-suċċess tal-orjentazzjoni.
Meta l-altitudni tax-xemx ≥75° (għoli), il-bidliet fl-ażimut bi tweġiba għal bidla ta’ 180° fid-direzzjoni tar-riħ bejn l-ewwel u t-tieni settijiet kienu miġbura madwar 180° (P <0,001, test V) b’bidla medja ta’ 166.9 ± 79.3 ° (2B). F'dan il-każ, bidla fil-pożizzjoni tax-xemx (intużat mera) b'180° ikkawżat reazzjoni sottili ta' 13,7 ± 89,1° (ċirku t'isfel fuq 2B).
Interessanti, f'altitudni tax-xemx medji u baxxi, il-ħanfus mwaħħla mar-rotot tagħhom minkejja bidliet fid-direzzjoni tar-riħ - altitudni medja: -15,9 ± 40,2°; P < 0,001; altitudni baxxa: 7,1 ± 37,6°, P < 0,001 (2C и 2D). Iżda t-tibdil tad-direzzjoni tar-raġġi tax-xemx b'180° kellu r-reazzjoni opposta, jiġifieri bidla radikali fid-direzzjoni tar-rotta tal-ħanfusa - għoli medju: 153,9 ± 83,3°; altitudni baxxa: −162 ± 69,4°; P < 0,001 (ċrieki t'isfel fi 2, 2S и 2D).
Forsi l-orjentazzjoni hija influwenzata mhux mir-riħ innifsu, iżda mill-irwejjaħ. Biex jittestja dan, it-tieni grupp ta 'ħanfus tat-test tneħħew is-segmenti tal-antenna distali tagħhom, li huma responsabbli għas-sens tax-xamm tagħhom. Bidliet fir-rotot b'reazzjoni għal bidliet ta' 180° fid-direzzjoni tar-riħ esebiti minn dawn il-ħanfusi kienu għadhom miġbura b'mod sinifikanti madwar 180°. Fi kliem ieħor, prattikament m'hemm l-ebda differenza fil-grad ta 'orjentazzjoni bejn il-ħanfus bis-sens tax-xamm u mingħajru.
Konklużjoni intermedja hija li l-ħanfus tad-demel juża x-xemx u r-riħ fl-orjentazzjoni tagħhom. F'dan il-każ, taħt kundizzjonijiet kontrollati tal-laboratorju, instab li l-boxxla tar-riħ tiddomina fuq il-boxxla solari f'altitudni għolja tax-xemx, iżda s-sitwazzjoni tibda tinbidel meta x-xemx toqrob lejn l-orizzont.
Din l-osservazzjoni tindika li hemm sistema ta 'kumpass multimodali dinamika fis-seħħ, li fiha l-interazzjoni bejn iż-żewġ modalitajiet tinbidel skont l-informazzjoni sensorja. Jiġifieri, il-ħanfusa tinnaviga fi kwalunkwe ħin tal-ġurnata, billi tiddependi fuq l-aktar sors affidabbli ta 'informazzjoni f'dak il-mument partikolari (ix-xemx hija baxxa - ix-xemx hija referenza; ix-xemx hija għolja - ir-riħ huwa referenza).
Sussegwentement, ix-xjentisti ddeċidew li jiċċekkjaw jekk ir-riħ jgħinx fl-orjentazzjoni tal-ħanfus jew le. Għal dan il-għan, arena b'dijametru ta '1 m ġiet ippreparata bl-ikel fiċ-ċentru. B'kollox, il-ħanfus għamlu 20 estinzjoni f'pożizzjoni għolja tax-xemx: 10 bir-riħ u 10 mingħajr riħ (2F).
Kif mistenni, il-preżenza tar-riħ żiedet l-eżattezza tal-orjentazzjoni tal-ħanfus. Huwa nnutat li f'osservazzjonijiet bikrija tal-preċiżjoni tal-boxxla solari, il-bidla fl-ażimut bejn żewġ settijiet suċċessivi hija rduppjata f'pożizzjoni għolja tax-xemx (> 75 °) meta mqabbla ma 'pożizzjoni aktar baxxa (<60 °).
Allura, indunajna li r-riħ għandu rwol importanti fl-orjentazzjoni tal-ħanfusa tad-demel, li jikkumpensa għall-ineżattezzi tal-boxxla solari. Imma ħanfusa kif tiġbor informazzjoni dwar il-veloċità u d-direzzjoni tar-riħ? Naturalment, l-aktar ħaġa ovvja hija li dan iseħħ permezz tal-antenni. Biex jivverifikaw dan, ix-xjentisti wettqu testijiet ġewwa bi fluss ta 'arja kostanti (3 m/s) bil-parteċipazzjoni ta' żewġ gruppi ta 'ħanfus - bi u mingħajr antenni (3A).
Immaġni #3
Il-kriterju ewlieni għall-eżattezza tal-orjentazzjoni kien il-bidla fl-ażimut bejn żewġ approċċi meta d-direzzjoni tal-fluss tal-arja nbidlet b'180°.
Bidliet fid-direzzjoni tal-moviment tal-ħanfus bl-antenni kienu miġbura madwar 180 °, b'kuntrast mal-ħanfus mingħajr antenni. Barra minn hekk, il-bidla assoluta medja fl-ażimut għall-ħanfus mingħajr antenni kienet 104,4 ± 36,0°, li hija differenti ħafna mill-bidla assoluta għall-ħanfus bl-antenni - 141,0 ± 45,0° (graff fi 3V). Jiġifieri, il-ħanfus mingħajr antenni ma setgħux jinnavigaw b'mod normali fir-riħ. Madankollu, kienu għadhom orjentati tajjeb mix-xemx.
Fl-immaġini 3 turi setup tat-test biex jittestja l-abbiltà tal-ħanfus li jgħaqqad informazzjoni minn modalitajiet sensorji differenti biex jaġġustaw ir-rotta tagħhom. Biex tagħmel dan, it-test inkluda ż-żewġ postijiet familjari (riħ + xemx) matul l-ewwel avviċinament, jew landmark wieħed biss (xemx jew riħ) matul it-tieni. B'dan il-mod, tqabblu l-multimodalità u l-unimodalità.
L-osservazzjonijiet wrew li l-bidliet fid-direzzjoni tal-moviment tal-ħanfus wara t-tranżizzjoni minn punt ta' referenza multi- għal unimodal kienu kkonċentrati madwar 0°: riħ biss: -8,2 ± 64,3°; xemx biss: 16,5 ± 51,6° (graffs fiċ-ċentru u fuq il-lemin 3C).
Din il-karatteristika ta’ orjentazzjoni ma kinitx differenti minn dik li nkisbet fil-preżenza ta’ żewġ postijiet familjari (xemx + riħ) (graff fuq ix-xellug f’ 3S).
Dan jissuġġerixxi li, taħt kundizzjonijiet ikkontrollati, ħanfusa tista 'tuża landmark wieħed jekk it-tieni ma tipprovdix biżżejjed informazzjoni, jiġifieri, tikkumpensa għall-ineżattezza ta' landmark wieħed bit-tieni.
Jekk taħseb li x-xjentisti waqfu hemm, allura dan mhux hekk. Sussegwentement, kien meħtieġ li jiġi ċċekkjat kemm il-ħanfus jaħżnu tajjeb l-informazzjoni dwar waħda mill-postijiet familjari, u jekk jużawhiex fil-futur bħala suppliment. Għal dan il-għan, twettqu approċċi 4: fl-ewwel kien hemm 1 landmark (ix-xemx), fit-tieni u fit-tielet ġie miżjud fluss ta 'arja, u matul ir-raba' kien hemm biss fluss ta 'arja. Sar ukoll test fejn il-postijiet familjari kienu f’ordni inversa: riħ, xemx + riħ, xemx + riħ, xemx.
Teorija tentattiva hija li jekk il-ħanfus jistgħu jaħżnu informazzjoni dwar iż-żewġ postijiet familjari fl-istess reġjun tal-memorja spazjali fil-moħħ, allura għandhom iżommu l-istess direzzjoni fl-ewwel u r-raba’ żjarat, i.e. bidliet fid-direzzjoni tal-moviment għandhom jiġbru madwar 0°.
Immaġni #4
Id-dejta miġbura dwar il-bidla fl-ażimut matul l-ewwel u r-raba 'ġirjiet ikkonfermat is-suppożizzjoni ta' hawn fuq (4A), li ġiet ikkonfermata aktar permezz ta 'mudellar, li r-riżultati tagħha huma murija fil-graff 4C (xellug).
Bħala kontroll addizzjonali, saru testijiet fejn il-fluss tal-arja ġie sostitwit b'post ultravjola (4B u 4C fuq il-lemin). Ir-riżultati kienu kważi identiċi għat-testijiet tax-xemx u tal-fluss tal-arja.
Għal familjarità aktar dettaljata mal-sfumaturi tal-istudju, nirrakkomanda li tħares lejn и lilu.
Epilogue
Il-kombinazzjoni ta 'riżultati minn esperimenti kemm f'ambjenti naturali kif ukoll ikkontrollati wriet li fil-ħanfusa tad-demel, l-informazzjoni viżwali u mekkaniksensorja jikkonverġu f'netwerk newrali komuni u huma maħżuna bħala stampa ta' boxxla multimodali. Tqabbil tal-effettività tal-użu jew ix-xemx jew ir-riħ bħala referenza wera li l-ħanfus kellhom it-tendenza li jużaw ir-referenza li pprovdiethom b'aktar informazzjoni. It-tieni waħda tintuża bħala waħda żejda jew kumplimentari.
Din tista’ tidher ħaġa komuni ħafna għalina, imma tinsiex li moħħna huwa ferm akbar minn dak ta’ bug żgħir. Iżda, kif tgħallimna, anke l-iżgħar kreaturi huma kapaċi għal proċessi mentali kumplessi, għax fis-selvaġġ is-sopravivenza tiegħek tiddependi jew fuq is-saħħa jew l-intelliġenza, u ħafna drabi fuq taħlita tat-tnejn.
Il-Ġimgħa barra minn fuq:
Anke l-ħanfus jiġġieldu fuq il-priża. U ma jimpurtax li l-priża hija ballun tad-demel.
(BBC Earth, David Attenborough)
Grazzi talli qrajt, ibqgħu kurjużi u jkollhom tmiem il-ġimgħa mill-aqwa guys! 🙂
Grazzi talli bqajt magħna. Tħobb l-artikoli tagħna? Trid tara aktar kontenut interessanti? Appoġġuna billi tagħmel ordni jew tirrakkomanda lill-ħbieb, Roħs ta' 30% għall-utenti ta' Habr fuq analogu uniku ta' servers ta' livell ta' dħul, li ġie ivvintat minna għalik: (disponibbli b'RAID1 u RAID10, sa 24 core u sa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 darbiet orħos? Hawn biss fl-Olanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - minn $99! Aqra dwar
Sors: www.habr.com