帝王斑蝶有“内部罗盘”能数千公里精确导航
查字典生物网
2016-11-09
据报道，目前，研究人员认为他们发现了濒危灭绝的帝王斑蝶会使用“内部罗盘”，在每年秋季从南部至西部迁徙飞行。
之前科学家对于精确分析帝王斑蝶大脑如何处理飞行定位和飞行方向的认识并不多，但目前他们希望通过这项发现帮助科学家理解帝王斑蝶如何导航和定位食物来源。据悉，每年秋季帝王斑蝶从北美洲栖息地穿行3220公里抵达冬季气温较高的墨西哥中部。尽管它们的唯一食物来源乳草损失导致它们数量下降，但是它们仍然一代代完成数千公里的迁徙旅行。
在这项最新研究中，研究人员将注意力对准帝王斑蝶的大脑，精确地呈现这种蝴蝶使用“内部罗盘”实现导航能力。通过测量帝王斑蝶大脑细胞活跃性，以及监控它们触须和眼睛细胞激活速度，他们能够对这种昆虫的飞行路径进行模型化分析。
美国华盛顿大学数学家伊利-施利泽马诺夫(EliShlizermanof)博士解释称，帝王斑蝶大脑结合两部分信息——时刻和地平线上太阳的位置，这样能够发现南部方向。我们希望理解帝王斑蝶如何处理不同类型信号，从而解释它们每年秋季持续不变地沿着南部至西部方向迁徙。
帝王斑蝶使用它们较大的复眼跟踪空中太阳的位置，结合时间信息判断应该朝向哪个方向飞行。同时，这种昆虫基于维持日常生理过程和行为的关键基因节奏性表达，会接入内部身体时钟。
许多动物的大脑具有一个特殊区域，能够调控它们的内部时钟，但是帝王斑蝶的内部时钟集中在触须部位。施利泽马诺夫博士表示，我们建立一个模型结合这些信息，帝王斑蝶触须和眼睛如何发送这些信息至大脑。我们的目标是模拟帝王斑蝶大脑中运行着哪种类型的控制机制，之后分析是否我们的模型能够确保沿着从南部至西部的持续导航方向。
基于这些模型可以分析出帝王斑蝶的航向修正量，而不是简单地最短路径转向返回至原先飞行路线。同时，该模型还有一个独特之处，一个分离点控制帝王斑蝶是否向左或者向右，朝向南部至西部的飞行路线。
