Как навозные жуки ориентируются в пространстве
Исследователи заглянули прямо в мозг навозных жуков, чтобы выяснить, как они используют небесные ориентиры — солнце, луну и поляризационный рисунок неба — для прямолинейного перемещения своих навозных шаров по саванне.
Впервые записав активность нейронов-компасов непосредственно из мозга жуков, учёные показали, что предпочтения в выборе небесных ориентиров различаются у ночных и дневных видов. Эти различия отражают контрастное время активности и визуальную экологию насекомых.
Профессор Маркус Бёрн из Витватерсрандского университета и исследователи из Лундского университета (Швеция) продемонстрировали, как эти предпочтения отражаются в активности нейронов-компасов в мозге.
Хотя ночные жуки перемещаются тем же способом и в той же среде, что и их дневные сородичи, они делают это в условиях освещённости, как минимум в миллион раз более слабой.
«Ночью поляризованный свет неба является доминирующим ориентиром для ночных жуков. Однако если мы заставим их катить шар днём, они вместо этого используют небесное светило (солнце) в качестве основного ориентира», — сообщили исследователи.
Дневные же жуки, напротив, продолжают использовать небесное светило для своего компаса как днём, так и ночью. Нейроны-компасы в центральном комплексе мозга дневных жуков настроены исключительно на солнце, тогда как те же нейроны у ночного вида переключаются исключительно на поляризованный свет при лунной интенсивности освещения.
Таким образом, эти нейроны кодируют предпочтения к определённым небесным сигналам и меняют их «вес» в зависимости от условий окружающего освещения. Эта гибкая система кодирования предпочтений относительно преобладающей визуальной картины обеспечивает простой, но эффективный механизм для точной визуальной ориентации при любой интенсивности света.
«Возможность связать реальное поведение в полевых условиях с активностью мозга животного — это захватывающая новизна данной работы», — отметил Бёрн.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.