Южноафриканский навозный жук Scarabaeus lamarcki обладает, мягко говоря, интересной техникой, обеспечивающей его потомству хороший старт в жизни. Например, когда животное ростом всего в несколько сантиметров сталкивается со слоновьим навозом, оно формирует из него маленькие шарики, которые затем откатываются в случайно выбранном направлении. Через некоторое время жук забивает навозом подземные ходы, служащие ему гнездовой камерой; где потом откладывает яйца.
Как навозный жук попадает из кучи слоновьего навоза в подземные ходы. Василий эль-Джунди интересуется. Нейробиолог возглавляет младшую исследовательскую группу Эмми Нётер в Биоцентре Вюрцбургского университета Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Баварии, Германия, и исследует навигационные способности насекомых.
Совместно с учеными из Швеции и Южной Африки он теперь обнаружил, что навозный жук - вопреки прежним предположениям - не только ориентируется по положению солнца при навигации, но и включает в себя информацию о направлении ветра в планирование своего маршрута. Исследователи опубликовали свои новые выводы в текущем выпуске журнала PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences.
По прямой от навозной кучи
«Южноафриканские навозные жуки должны как можно быстрее откатывать свой навозный шарик от навозной кучи, чтобы его не украли другие жуки», - объясняет Эль Джунди. Чтобы действительно как можно быстрее выбраться из опасной зоны, жуки откатывают шарик от навозной кучи по прямой линии. Чтобы не сбиться с курса, они используют небесные ориентиры в качестве ориентиров, например, положение солнца. Однако пока неясно, как жуки находят дорогу, когда солнце не дает полезной информации, например, когда на дворе полдень.
Basil el Jundi и его команда теперь могут ответить на этот вопрос: «Мы обнаружили, что навозные жуки ориентируются не только по небу, но и по ветру». Животные воспринимают соответствующие сигналы через свои антенны. Необходимую информацию дают высокие скорости ветра, которые бывают в африканской саванне, особенно около полудня, когда ориентация по солнцу становится затруднительной.
Комбинация систем повышает точность
Однако для создания эффективного и надежного «компаса» животные должны комбинировать и согласовывать информацию о ветре с другими небесными сигналами. Это единственный способ гарантировать, что они найдут свой путь даже во время внезапного штиля, гибко переключившись обратно на солнечный компас в качестве основного сигнала ориентации. Как показали исследователи, такая комбинация различных систем ориентации не только облегчает жуку поиск пути, но и повышает точность компаса жука.
Для своего исследования ученые работали на лабораторной арене, где они могли моделировать и контролировать положение солнца и направление ветра, чтобы точно записывать их влияние на навигацию жуков. Их эксперименты не только показывают, что жуки устанавливают информацию о направлении ветра относительно положения солнца. «Мы также можем показать, что жуки могли передавать информацию о направлении, которую они установили, ориентируясь только на солнце, на компас ветра», - говорит Эль Джунди. Это показывает, что и компас ветра, и солнечный компас в мозгу жука «получают доступ» к одной и той же сети пространственной памяти и, следовательно, взаимодействуют друг с другом.
Высокопластичный нейронный механизм
Таким образом, недавно опубликованное исследование показывает, что навозные жуки используют гораздо более динамичный компас, чем наука считала возможным ранее. Доступ к различным сенсорным модальностям позволяет животным ориентироваться в любое время с высочайшей точностью. Их способности явно превышают человеческие возможности, даже несмотря на то, что их мозг меньше рисового зернышка. Кроме того, результаты подтверждают, что мозг насекомого - это не «статический субстрат», а часть «высокопластичного нейронного механизма, способного идеально адаптироваться к окружающей среде», как пишут ученые.