Как плодовая мушка использует солнце для навигации

Исследователи из Калтеха обнаружили, что плодовые мушки (Drosophila), подобно древним мореплавателям, используют небесные ориентиры, такие как солнце, для прямолинейного полета.

Работа описана в статье, опубликованной 30 августа в журнале Current Biology. Исследование проводилось в лаборатории Майкла Дикинсона.

Почти 40 лет назад было установлено, что плодовые мушки могут пролетать до девяти миль за одну ночь в поисках пищи и воды. Как эти крошечные насекомые способны преодолевать такие большие расстояния?

Исследователи помещали мух в «авиасимулятор» — виртуальную реальность, где они удерживались на месте, но могли двигать крыльями в ответ на визуальные стимулы. Ученые обнаружили, что мушка фиксирует маленькое яркое пятно (имитирующее солнце) в одной позиции в поле зрения и летит прямо относительно этой позиции. Когда команда убирала этот ориентир и возвращала его через несколько часов, та же мушка могла вспомнить и принять прежнее направление полета. Каждая протестированная мушка выбирала свое уникальное направление, что говорит о том, что в природных условиях мухи в группе рассеивались бы в разных направлениях.

Исследование также показало, что у этих мух в мозге есть так называемые нейроны компаса, которые, по-видимому, связаны с этим навигационным поведением. Генетическое «отключение» этих нейронов лишало мушку способности создавать направление на основе солнца. Вместо этого мушка переходила к более простому рефлекторному поведению — полету прямо на свет. Используя генетические инструменты, команда смогла модифицировать эти нейроны так, чтобы они флуоресцировали в зависимости от уровня своей активности. Затем, проделав крошечное отверстие в голове мушки и используя мощный микроскоп, исследователи могли наблюдать за нейронной активностью, пока мушка находилась в симуляторе.

Поскольку анатомия мозга Drosophila очень похожа на мозг других насекомых, например, мигрирующих бабочек-монархов и саранчи, полученные данные, вероятно, будут для них релевантны.