Звёзды и внутренний компас: как ориентируются мотыльки и птицы
Серо-коричневые австралийские совиные мотыльки (bogong moths) ежегодно совершают ночное путешествие до 1000 км от равнин восточной Австралии до горных пещер, спасаясь от летней жары. В пещерах Австралийских Альп до 17 000 мотыльков могут упаковываться на каждом квадратном метре стены, впадая в спячку.
Их потомство повторяет этот путь без какого-либо опыта, что долго ставило учёных в тупик.
Магнитное чувство и звёздная навигация
Хотя известно, что многие животные используют для навигации магнитное поле Земли, конкретные механизмы этого «шестого чувства» оставались загадкой.
Профессор Эрик Варрант из Лундского университета (Швеция) руководил проектом MagneticMoth, изучавшим навигационные способности мотыльков. С помощью симулятора полёта команда подтвердила, что мотыльки используют магнитное поле Земли. В качестве вероятного механизма рассматриваются молекулы криптохромы.
Но команда сделала ещё более удивительное открытие: совиные мотыльки также используют звёзды для навигации. Их клетки мозга реагировали на вращение проецируемого звёздного неба.
«Мотыльки, кажется, способны путешествовать в унаследованном миграционном направлении под звёздным небом, даже если мы уберём магнитное поле Земли», — сказал Варрант.
Это говорит о «иерархии» навигационных сигналов, где мотыльки могут полагаться на разные подсказки, если другие недоступны. Звёзды, возможно, являются доминирующим ориентиром.
Квантовый компас птиц
Похожую загадку представляет навигация перелётных птиц. Слабые магнитные взаимодействия, казалось бы, не могут запустить необходимые химические реакции.
Профессор Питер Хор из Оксфордского университета (Великобритания), со-координатор проекта QuantumBirds, исследует возможное квантово-механическое объяснение этого явления.
Фокус также на криптохромах — молекулах, чувствительных к синему свету. У перелётных птиц, таких как европейский малиновка, в глазах есть как минимум шесть разных криптохромов.
Команда выделила кандидата — криптохром 4a (Cry4a). Его уровень у малиновок меняется по сезонам, повышаясь весной и осенью, что согласуется с периодами миграции. Лабораторные тесты показали, что Cry4a обладает магнитной чувствительностью, причём у перелётных птиц она выше, чем у не мигрирующих голубей и кур.
«Этот криптохром, по-видимому, обладает нужными свойствами, чтобы быть основой магнитного компаса птиц», — сказал Хор.
Значение для экологии и технологий
Совиные мотыльки — ключевой вид для альпийской экосистемы: они опыляют растения и служат пищей для животных, таких как находящийся на грани исчезновения горный карликовый поссум. В 2019 году популяция мотыльков сократилась на 99.5% из-за засухи.
Понимание навигации может помочь в сохранении видов. Например, знание механизмов могло бы позволить «обмануть» перелётных птиц, чтобы они оставались в новых безопасных местах обитания.
Кроме того, изучение этих природных систем может привести к созданию альтернативных технологий навигации, не зависящих от GPS.
«Повышение осведомлённости о том, что даже скромное насекомое стоит спасать, — важный шаг в правильном направлении», — заключил Варрант.