Aya patarosan anu urang naroskeun atanapi nyobian ngajawab: naha langit biru, sabaraha béntang di langit, saha anu langkung kuat - hiu bodas atanapi paus pembunuh, jsb. Sareng aya patarosan anu urang henteu naroskeun, tapi éta henteu ngajantenkeun jawaban anu kirang pikaresepeun. Patarosan sapertos kieu: naon anu penting pisan para ilmuwan ti Lund (Swédia), Witwatersrand (Afrika Kidul), Stockholm (Swédia) sareng Würzburg (Jerman) digabungkeun? Ieu meureun hal pohara penting, pisan kompléks jeung incredibly mangpaat. Nya, sesah nyarios pasti ngeunaan ieu, tapi éta pasti pikaresepeun pisan, nyaéta, kumaha kumbang dung napigasi di rohangan. Dina glance kahiji, sagalana di dieu téh trivial, tapi dunya urang pinuh ku hal anu teu sakumaha basajan sakumaha sigana, sarta kumbang dung buktina. Janten, naon anu unik ngeunaan sistem navigasi kumbang dung, kumaha para ilmuwan nguji éta, sareng naon hubunganana kompetisi sareng éta? Urang bakal mendakan jawaban kana patarosan ieu sareng patarosan sanésna dina laporan kelompok panalungtikan. indit.
Protagonis
Anu mimiti, éta patut uninga karakter utama ulikan ieu. Anjeunna kuat, hardworking, pengkuh, ganteng jeung miara. Ieu mangrupakeun kumbang tai ti superfamili Scarabaeidae.
Kumbang kotoran ngagaduhan nami anu henteu pikaresepeun pisan kusabab karesep gastronomi na. Di hiji sisi, ieu rada kotor, tapi pikeun kumbang dung éta sumber gizi alus teuing, naha nu paling spésiés kulawarga ieu teu merlukeun sumber séjén dahareun atawa malah cai. Hiji-hijina iwal nyaéta spésiés Deltochilum valgum, anu wawakilna resep tuang lipan.
Prévalénsi kumbang dung nyaéta dengki kalolobaan mahluk hirup lianna, sabab hirup di sakabéh buana iwal Antartika. Habitatna ti leuweung tiis nepi ka gurun panas. Jelas, leuwih gampang pikeun manggihan konsentrasi badag kumbang dung di habitat sato anu "pabrik" pikeun produksi dahareun maranéhanana. Kumbang dung leuwih resep nyimpen kadaharan pikeun mangsa nu bakal datang.
Pidéo pondok ngeunaan kumbang tai sareng pajeulitna cara hirupna (BBC, David Attenborough).
Spésiés kumbang béda boga ciri adaptasi kabiasaan sorangan. Sababaraha bentuk bal kandang, anu digulung tina situs kempelan sareng dikubur dina liang. Batur ngali torowongan jero taneuh, ngeusian aranjeunna ku dahareun. Sareng anu sanésna, anu terang kana paribasa ngeunaan Mohammed sareng duka, ngan saukur hirup dina tumpukan tai.
Pasokan pangan penting pikeun kumbang, tapi henteu ku alesan pikeun ngawétkeun diri, tapi pikeun alesan miara turunan anu bakal datang. Kanyataan yén larva kumbang dung hirup dina naon kolotna dikumpulkeun saméméhna. Sareng langkung seueur kandang, nyaéta, kadaharan pikeun larva, langkung dipikaresep aranjeunna salamet.
Kuring datang di sakuliah rumusan ieu dina prosés ngumpulkeun informasi, sarta teu disada pohara alus, utamana bagian panungtungan:... Jalu tarung pikeun bikang, resting suku maranéhanana ngalawan dinding torowongan, sarta ngadorong lawan maranéhanana jeung outgrowths tanduk-kawas ... Sababaraha lalaki teu boga tanduk sahingga teu kalibet dina ngempur, tapi boga gonads leuwih badag sarta ngajaga. awéwé dina torowongan salajengna ...
Muhun, hayu urang ngaléngkah tina lirik langsung kana panalungtikan sorangan.
Sakumaha anu kuring disebutkeun tadi, sababaraha spésiés kumbang dung ngabentuk bal jeung gulung aranjeunna dina garis lempeng, paduli kualitas atawa kasusah tina jalur dipilih, kana liang gudang. Paripolah kumbang ieu anu paling kami kenal berkat seueur dokumenter. Urang ogé terang yén salian kakuatan (sababaraha spésiés tiasa angkat 1000 kali beuratna sorangan), karesep gastronomic sareng miara turunanna, kumbang dung gaduh orientasi spasial anu saé. Leuwih ti éta, aranjeunna hijina serangga nu bisa napigasi peuting ngagunakeun béntang.
Di Afrika Kidul (lokasi observasi), kumbang dung, sanggeus kapanggih "mangsa", ngabentuk bal sarta mimiti gulung dina garis lempeng dina arah acak, paling importantly jauh ti pesaing anu moal ragu nyandak jauh. dahareun eta geus diala. Ku alatan éta, pikeun ngewa janten éféktif, Anjeun kudu mindahkeun dina arah nu sarua sepanjang waktos, tanpa bade off tangtu.
Panonpoé mangrupikeun titik rujukan utama, sakumaha anu urang terang, tapi éta sanés anu paling dipercaya. Jangkungna panonpoé robah sapopoe, nu ngurangan akurasi orientasi. Naha kumbang henteu ngamimitian ngajalankeun bunderan, bingung arah sareng mariksa peta unggal 2 menit? Éta logis mun nganggap yén panonpoé teu hijina sumber informasi pikeun orientasi dina spasi. Lajeng élmuwan ngusulkeun yén titik rujukan kadua pikeun kumbang nyaéta angin, atawa rada arah na. Ieu sanés ciri anu unik, sabab sireum sareng cockroaches tiasa nganggo angin pikeun milarian jalanna.
Dina karyana, para ilmuwan mutuskeun pikeun nguji kumaha kumbang dung ngagunakeun inpormasi indrawi multimodal ieu, nalika aranjeunna langkung resep nganapigasi ku panonpoé sareng nalika ku arah angin, sareng naha aranjeunna nganggo duanana pilihan sakaligus. Observasi sareng pangukuran dilakukeun di lingkungan alam subjek, kitu ogé dina simulasi, kaayaan laboratorium anu dikontrol.
Hasil panilitian
Dina ulikan ieu, peran subjek utama dicoo ku kumbang sahiji spésiés Scarabaeus lamarcki, sarta observasi di lingkungan alam dilaksanakeun di wewengkon tegalan Stonehenge, deukeut Johannesburg (Afrika Kidul).
Gambar No. 1: parobahan laju angin salila poé (А), parobahan arah angin salila poé (В).
Pangukuran awal laju sareng arah angin dilaksanakeun. Peuting, laju panghandapna (<0,5 m/s), tapi ngaronjat ngadeukeutan ka subuh, ngahontal puncak poean (3 m/s) antara 11:00 jeung 13:00 (solar altitude ~ 70 °).
Nilai-nilai laju kasohor sabab ngaleuwihan ambang 0,15 m/s anu diperyogikeun pikeun orientasi menotactic kumbang tai. Dina hal ieu, laju angin puncak pas dina waktos beurang sareng kagiatan puncak kumbang Scarabaeus lamarcki.
Kumbang ngagulingkeun mangsana dina garis lempeng ti titik pangumpulan ka jarak anu cukup jauh. Rata-rata, sakabéh jalur nyokot 6.1 ± 3.8 menit. Ku alatan éta, dina jangka waktu ieu maranéhanana kudu nuturkeun jalur sakumaha pas mungkin.
Lamun urang ngobrol ngeunaan arah angin, mangka salila periode aktivitas maksimum kumbang (ti 06:30 ka 18:30), rata-rata robah arah angin salila periode waktu 6 menit teu leuwih ti 27.0 °.
Ku ngagabungkeun data ngeunaan laju angin jeung arah sapopoe, élmuwan yakin yén kaayaan cuaca misalna cukup pikeun navigasi multimodal kumbang.
Gambar #2
Geus waktuna pikeun niténan. Pikeun nguji kamungkinan pangaruh angin dina ciri orientasi spasial kumbang dung, "arena" sirkular dijieun kalayan kadaharan di tengahna. Kumbang éta bébas ngagulung bal maranéhna kabentuk dina sagala arah ti pusat ku ayana dikawasa, aliran hawa stabil dina laju 3 m / s. Tés ieu dilaksanakeun dina poé cerah nalika luhurna panonpoe variatif sapopoe saperti kieu: ≥75° (tinggi), 45–60° (pertengahan), jeung 15–30° (rendah).
Parobahan aliran hawa jeung posisi panonpoe bisa robah nepi ka 180° antara dua kunjungan kumbang (2A). Éta ogé patut mertimbangkeun kanyataan yén kumbang henteu kakurangan tina sclerosis, sareng ku kituna saatos kunjungan munggaran aranjeunna émut kana jalur anu dipilih. Nyaho ieu, élmuwan tumut kana akun parobahan dina sudut kaluar ti arena salila asupna saterusna kumbang salaku salah sahiji indikator kasuksésan orientasi.
Nalika luhurna panonpoé ≥75 ° (luhur), parobahan azimuth salaku respon kana parobahan 180 ° dina arah angin antara set kahiji jeung kadua dikelompokeun sabudeureun 180 ° (P <0,001, uji V) kalawan rata-rata robah 166.9 ± 79.3 ° (2B). Dina hal ieu, parobahan dina posisi panonpoé (eunteung dipaké) ku 180 ° ngabalukarkeun réaksi halus 13,7 ± 89,1 ° (bunderan handap on. 2B).
Narikna, dina altitudes sedeng jeung low panonpoé, kumbang nyangkut kana jalur maranéhanana sanajan parobahan arah angin - rata luhurna: -15,9 ± 40,2 °; P <0,001; luhurna handap: 7,1 ± 37,6°, P <0,001 (2C и 2D). Tapi ngarobah arah sinar panonpoé urang ku 180 ° miboga réaksi sabalikna, nyaeta, parobahan radikal dina arah jalur kumbang - jangkungna rata-rata: 153,9 ± 83,3 °; luhurna handap: −162 ± 69,4°; P <0,001 (bunderan handap dina 2A, 2S и 2D).
Panginten orientasi henteu dipangaruhan ku angin sorangan, tapi ku bau. Pikeun nguji ieu, grup kadua kumbang tés ngagaduhan bagéan antena distal, anu tanggung jawab pikeun rasa bau, dipiceun. Parobahan rute pikeun ngaréspon kana parobahan 180° dina arah angin anu dipamerkeun ku kumbang ieu masih sacara signifikan dikelompokeun sakitar 180°. Dina basa sejen, ampir euweuh bédana dina darajat orientasi antara kumbang kalawan jeung tanpa indra ambeu.
Hiji kacindekan panengah nyaéta yén kumbang dung ngagunakeun panonpoé jeung angin dina orientasi maranéhanana. Dina hal ieu, dina kaayaan laboratorium dikawasa, éta kapanggih yén kompas angin ngadominasi leuwih kompas surya di altitudes panonpoé tinggi, tapi kaayaan mimiti robah nalika panonpoé ngadeukeutan cakrawala.
Observasi ieu nunjukkeun yén aya sistem kompas multimodal dinamis di tempat, nu interaksi antara dua modalitas robah nurutkeun informasi indrawi. Nyaéta, kumbang napigasi iraha waé dina sapoe, ngandelkeun sumber inpormasi anu paling dipercaya dina waktos anu khusus (panonpoé rendah - panonpoe mangrupikeun rujukan; panonpoé luhur - angin mangrupikeun rujukan).
Salajengna, para ilmuwan mutuskeun pikeun pariksa naha angin mantuan dina orientasi kumbang atanapi henteu. Pikeun tujuan ieu, arena kalayan diaméter 1 m disiapkeun sareng tuangeun di tengah. Dina total, kumbang nyieun 20 sunsets dina posisi luhur panonpoé: 10 kalawan angin jeung 10 tanpa angin (2F).
Sapertos anu dipiharep, ayana angin ningkatkeun akurasi orientasi kumbang. Perhatikeun yén dina observasi awal akurasi kompas surya, parobahan azimuth antara dua susunan saterusna dua kali dina posisi panonpoé luhur (> 75 °) dibandingkeun posisi handap (<60 °).
Janten, urang sadar yén angin maénkeun peran anu penting dina orientasi kumbang dung, ngimbangan henteu akurat tina kompas surya. Tapi kumaha carana kumbang ngumpulkeun informasi ngeunaan laju angin jeung arah? Tangtosna, anu paling atra nyaéta yén ieu kajantenan ngalangkungan anteneu. Pikeun pariksa ieu, para ilmuwan ngalaksanakeun tés di jero ruangan dina aliran hawa konstan (3 m / s) kalayan partisipasi dua kelompok kumbang - nganggo sareng tanpa anteneu (3A).
Gambar #3
Kriteria utama pikeun akurasi orientasi nyaéta parobahan azimuth antara dua pendekatan nalika arah aliran hawa robah ku 180°.
Parobahan arah gerakan kumbang jeung anteneu dikelompokeun sabudeureun 180°, kontras jeung kumbang tanpa anteneu. Salaku tambahan, rata-rata parobahan mutlak dina azimuth pikeun kumbang tanpa anteneu nyaéta 104,4 ± 36,0 °, anu béda pisan sareng parobahan mutlak pikeun kumbang kalayan anteneu - 141,0 ± 45,0 ° (grafik dina 3V). Hartina, kumbang tanpa anteneu teu bisa napigasi normal dina angin. Sanajan kitu, maranéhanana masih well-oriented ku panonpoé.
Dina gambar 3A nembongkeun setelan tés pikeun nguji kamampuan kumbang pikeun ngagabungkeun inpormasi tina modalitas indrawi anu béda pikeun nyaluyukeun rutena. Jang ngalampahkeun ieu, tés kaasup duanana landmark (angin + panonpoé) salila pendekatan kahiji, atawa ngan hiji landmark (panonpoé atawa angin) salila kadua. Ku cara kieu, multimodality sareng unimodality dibandingkeun.
Observasi némbongkeun yén parobahan arah gerak kumbang sanggeus transisi tina multi- ka landmark unimodal anu ngumpul sabudeureun 0 °: angin wungkul: −8,2 ± 64,3 °; panonpoe wungkul: 16,5 ± 51,6° (grafik di tengah jeung katuhu dina 3C).
Karakteristik orientasi ieu henteu béda ti anu dicandak ku ayana dua (panonpoé + angin) landmark (grafik di kénca di 3S).
Ieu nunjukkeun yén, dina kaayaan anu dikendali, kumbang tiasa nganggo hiji landmark upami anu kadua henteu masihan inpormasi anu cekap, nyaéta, ngimbangan katepatan tina hiji landmark sareng anu kadua.
Lamun Anjeun mikir yén élmuwan dieureunkeun di dinya, mangka teu kitu. Salajengna, perlu mariksa kumaha ogé kumbang nyimpen inpormasi ngeunaan salah sahiji landmark, sareng naha aranjeunna nganggo éta di hareup salaku suplement. Pikeun tujuan ieu, 4 pendekatan dilaksanakeun: dina kahiji aya 1 tengara (panonpoé), dina kadua jeung katilu aliran hawa ditambahkeun, sarta salila kaopat aya ukur aliran hawa. Tés ogé dilaksanakeun dimana landmark dina urutan sabalikna: angin, panonpoe + angin, panonpoe + angin, panonpoe.
Téori saheulaanan nyaéta yén lamun kumbang bisa nyimpen informasi ngeunaan duanana Landmark di wewengkon memori spasial sarua dina uteuk, mangka maranéhanana kudu ngajaga arah nu sarua dina kunjungan kahiji jeung kaopat, i.e. parobahan arah gerakan kedah cluster sabudeureun 0 °.
Gambar #4
Data anu dikumpulkeun dina parobahan azimuth salila mimiti jeung kaopat ngalir dikonfirmasi asumsi luhur (4A), nu salajengna dikonfirmasi ngaliwatan modeling, hasilna digambarkeun dina grafik 4C (kénca).
Salaku pamariksaan tambahan, tés dilaksanakeun dimana aliran hawa diganti ku titik ultraviolét (4B sareng 4C di katuhu). Hasilna ampir sami sareng tes aliran panonpoé sareng hawa.
Pikeun kenalan anu langkung rinci sareng nuansa pangajaran, kuring nyarankeun ningali и ka anjeunna.
epilog
Kombinasi hasil tina percobaan dina duanana lingkungan alam jeung dikawasa némbongkeun yén dina kumbang dung, informasi visual jeung mechanosensori konvergen dina jaringan saraf umum tur disimpen salaku snapshot tina kompas multimodal. Perbandingan efektivitas ngagunakeun panonpoé atanapi angin salaku référénsi nunjukkeun yén kumbang condong ngagunakeun rujukan anu nyayogikeun inpormasi langkung seueur. Anu kadua dianggo salaku cadangan atanapi pelengkap.
Ieu sigana hal anu umum pisan pikeun urang, tapi ulah hilap yén otak urang langkung ageung tibatan bug leutik. Tapi, sakumaha urang geus diajar, komo mahluk pangleutikna sanggup prosés méntal kompléks, sabab di alam liar survival anjeun gumantung kana boh kakuatan atawa kecerdasan, sarta paling sering dina kombinasi duanana.
Jumaah kaluar-luhur:
Malah kumbang ngalawan mangsa. Sareng henteu masalah yén mangsana mangrupikeun bal tina tai.
(BBC Earth, David Attenborough)
Hatur nuhun pikeun maca, tetep panasaran sareng gaduh sabtu minggu anu saé guys! 🙂
Hatur nuhun pikeun tetep sareng kami. Naha anjeun resep artikel kami? Hoyong ningali eusi anu langkung narik? Dukung kami ku cara nempatkeun pesenan atanapi nyarankeun ka babaturan, Diskon 30% pikeun pangguna Habr dina analog unik tina server tingkat éntri, anu diciptakeun ku kami pikeun anjeun: (sadia kalawan RAID1 na RAID10, nepi ka 24 cores sarta nepi ka 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kali langkung mirah? Ngan di dieu di Walanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ti $99! Baca ngeunaan
sumber: www.habr.com