Как навозные жуки используют Млечный Путь для навигации
Насекомые ориентируются в пространстве, используя небо, подобно древним людям. Основным ориентиром является положение солнца, но насекомые также могут определять свойства рассеянного света неба (skylight), что даёт им косвенную информацию о положении солнца. К этим «небесным компасам» относятся градиенты яркости и цвета по всему небу, а также поляризация света атмосферой.
Ночью, когда визуальные сигналы обнаружить сложнее, этот процесс становится труднее. Некоторые насекомые могут использовать свет луны, но один вид — ночной навозный жук Scarabaeus satyrus — ориентируется по свету Млечного Пути.
Эксперименты в планетарии и искусственное небо
В 2009 году учёные обнаружили в планетарии Йоханнесбурга, что жуки могут держать курс, когда видят только Млечный Путь — светящуюся полосу на ночном небе, создаваемую дискообразным расположением звёзд нашей галактики. Однако они теряли ориентацию, когда им показывали только самые яркие звёзды.
Чтобы выяснить, какой именно сигнал жуки извлекают из Млечного Пути, исследователи создали искусственный Млечный Путь с помощью светодиодов (LEDs). Они построили упрощённую светящуюся полосу, имитирующую различные узоры звёзд и градиенты яркости.
Результаты: стратегия сравнения яркости
Эксперименты показали:
- Жуки терялись, когда им предъявляли узор из звёзд внутри искусственной полосы Млечного Пути.
- Жуки сохраняли заданное направление только тогда, когда две стороны полосы отличались по яркости.
Это означает, что ночные жуки не используют замысловатые узоры звёзд внутри Млечного Пути в качестве компаса. Вместо этого они определяют разницу в яркости между частями ночного неба, чтобы задать направление. Эта стратегия аналогична той, что используют их дневные сородичи, когда солнце не видно: они ориентируются по градиенту яркости дневного неба.
Эффективность простого решения
Эта стратегия сравнения яркости может быть менее сложной, чем методы птиц или мореплавателей, идентифицирующих конкретные созвездия. Однако она является эффективным решением для интерпретации сложной информации звёздного неба, учитывая малый размер глаз и мозга жуков. Таким образом, они преодолевают ограниченную пропускную способность своих систем обработки информации.
Прямолинейная стратегия сравнения яркости особенно эффективна на коротких расстояниях. Поэтому, хотя Scarabaeus satyrus — единственный известный вид, который держит курс таким образом, эта техника может использоваться и многими другими ночными животными, совершающими короткие путешествия ночью.