Жуки-скарабеї орієнтуються по зірках
Жуки-скарабеї здатні орієнтуватися в просторі навіть у тих випадках, коли розглядати неможливо нічого, крім Чумацького шляху або декількох кластерів яскравих зірок. Це єдина комаха на нашій планеті, яке вміє вибудовувати свій маршрут в залежності від розташування небесних тіл в Галактиці.
Давайте подивимося як це вдалося з`ясувати …
Скарабеї здатні орієнтуватися по світу Чумацького Шляху, показали досліди. Таким чином, короткий список істот, які потребують того, щоб на небі запалювалися зірки, поповнився ще на одну позицію - жуків-гнойовиків.
Список тих, хто життєво потребує зірках, обмежувався до недавнього часу лише птахами та тюленями, які використовують світло зірок для орієнтування. Тим часом список істот, що орієнтуються по зірках (звичайно, не по окремим яскравим зіркам, а по їх найбільш великим і яскравим скупчень), поповнився нарешті першим комахою - жуком-скарабеєм, що використовують світло Чумацького Шляху, щоб, не петляючи і правильно зорієнтувавшись , як можна швидше і за оптимальною траєкторії відкотити подалі від купи гною свій «апетитний» кульку, який можуть відібрати більш спритні жуки-суперники.
Здатність скарабеїв впевнено котити по прямій гнойовий кулю в майже повній темряві - при безмісячну і ясному небі - навела групу шведських і південноафриканських біологів на думку, що в якості орієнтира ці жуки використовують світло зірок.
Для перевірки цієї гіпотези було споруджено круглий манеж з посипаних піском рівною підлогою діаметром 3 м і забезпечений бар`єром висотою 1 м. Щоб визначити, як орієнтуються жуки (досліди ставилися над Scarabaeus satyrus) при наявності і відсутності зірок, верхнє поле огляду, доступне для скарабея, прикрили крихітним картонним козирком, залишає переднє поле повністю відкритим (див. фото).
Всі пересування жуків, випущених з кульками гною в центрі полігону, фіксувалися на відео, далі підраховувалася пройдене ними відстань.
Довжина найкоротшого маршруту до бар`єру була дорівнює радіусу манежу - 150 см, але жуки з козирками, щоб досягти стінки, «накручували» по полігону в середньому 476 см, а без козирків набагато менше - 207 см. Щоб виключити будь-яке додаткове вплив артефактів на поведінку комах, були виготовлені прозорі пластикові копії козирків того ж розміру, ваги і форми, що і непрозорі картонні. Однак різниці в поведінці жуків виявлено не було, тобто скарабеї дійсно рухалися по-різному в залежності від того, було їм видно нічне небо, всіяне зорями, чи ні.
Втім, результати цього експерименти були розцінені як попередні.
У наступному досвіді всі можливі додаткові подразники і орієнтири, які могли впливати на поведінку скарабеїв, були зведені до мінімуму: манеж діаметром 2 м був піднятий над землею так, щоб жуки не могли розглянути крони навколишніх дерев, і обнесений бар`єром, оббитих чорною тканиною. Пісок видалили, залишивши чистий рівний дерев`яна підлога. Спостерігачі та відеокамери, які могли дезорієнтувати гнойовиків, також були видалені, так як на цей раз підраховувалася НЕ відстань, пройдену жуком, а швидкість його пересування: скарабеїв з кульками випускали зі спеціальної платформи, висунутою в центрі манежу, а по стукоту жука про дно зробленої по периметру канавки фіксували час, яке було потрібно комахою, щоб пробігти дистанцію.
Спочатку, зробивши контрольні спостереження в різних режимах (з козирками, без, в повній темряві), дослідники переконалися, що час, витрачений на подолання дистанції від центру до краю, залежить саме від траєкторії руху жука, а не від різної прудкості окремих скарабеїв (швидкість їх пересування виявилася приблизно однаковою).
Траєкторія руху жука-скарабея під безмісячну зоряним небом без козирка (зліва) і з козирком. // Current Biology camerar / flickr.com (CC BY 2.0)
Подальші вимірювання показали, що при повному Місяці жукам потрібно в середньому 21,4 сек. (Плюс-мінус 4 сек.), Щоб покинути полігон. У безмісячну зоряну ніч жуки пересувалися вже менш впевнено, і це значення склало 40 сек. (Плюс-мінус 15 сек.). А ось коли на жуків наділи козирок, застеляли нічне зоряне небо, вони починали петляти частіше, що збільшило час пробіжки до 124 сек. (Плюс-мінус 30 сек.). Приблизно таке ж значення було отримано, коли манеж закрили кришкою - 117 сек. (Плюс-мінус 28 сек.). Таким чином, другий, більш ретельний, експеримент підтвердив припущення, що гнойовики можуть використовувати світло зірок для орієнтування.
Але що саме служить для скарабеїв орієнтиром на посипаному зірками нічному небі?
На це питання відповіла заключна стадія експерименту, що перемістився разом з манежем, жуками, гнойовими кульками і біологами в міський планетарій Йоганнесбурга (ПАР).
На 18-метрової купол цього планетарію проектується приблизно чотири тисячі зірок і окремо - як бліді плями світла - зображення Чумацького Шляху. Поведінка гнойовиків в цьому храмі науки було досліджено в різних режимах зоряного неба: 1) повному, коли на куполі висвітлювались всі зірки і Чумацький Відстеження 2) коли висвічується тільки Чумацький Відстеження 3) коли висвітлювались всі зірки, за винятком 18 самих яркіх- 4 ) коли висвітлювались лише 18 яскравих зірок-5) коли «небо» було повністю темним.
Заміри показали, що жукам потрібно однаковий час, в середньому 53 сек. (Плюс-мінус 12 сек.), Щоб покинути манеж, незалежно від того, бачили вони зоряне небо з Чумацьким Шляхом або тільки зображення Чумацького Шляху.
На думку експериментаторів, це говорить про те, що в безмісячні ночі скарабеї дійсно можуть орієнтуватися на його світлу.
При вимкненому накладеному зображенні Чумацького Шляху, коли його форма вгадувалася лише по кілька більшої концентрації зірок на цій ділянці неба, жукам потрібно трохи більше часу, щоб докотити кульку з гною до межі полігону - 65,2 сек. (Плюс-мінус 12 сек.). Як бачимо, даний показник несильно відрізняється від режиму «повне зоряне небо з Чумацьким Шляхом», хоча додаткова бліда «підсвічування» Чумацького Шляху сприяє, по всій видимості, кращої орієнтації гнойовиків в просторі. А ось коли проекція обмежувалася тільки найяскравішими зірками, час мандрівок скарабеїв збільшувалася до 81 сек. (Плюс-мінус 14 сек.) І до 120 сек. (Плюс-мінус 25 сек.) - В повній темряві. Це, на думку авторів статті в Current Biology, яка описує хід експерименту, остаточно підтверджує, що саме світло Чумацького Шляху допомагає жукам орієнтуватися безмісячними ясними ночами, катя під зоряним небом свій гнійну кулю.
Остаточну крапку в експерименті, розширити список істот, які потребують того, щоб на небі запалювалися зірки, ще на одну позицію, поставив фінальний досвід над замбійських скарабеєм (Scarabeus zambesianus), який, прекрасно орієнтуючись по річним зірок, в жовтні (коли Чумацький Шлях знаходився вже занадто низько над горизонтом) перестав котити гнійну кулю по прямій траєкторії і став петляти.
«Це ще раз доводить, що в періоди гарної видимості Чумацького Шляху його світло допомагає гнойовим жукам орієнтуватися в безмісячні ночі», - резюмують автори статті.
