Ночной навигатор: как мотылёк Богонг ориентируется по звёздам в дальних миграциях

Анализ крипторынка Мероприятия

В мире животных существует множество примеров умопомрачительной навигационной способности, позволяющей преодолевать тысячи километров и находить путь к неизвестным местам. Одним из наиболее удивительных живых ориентиров для исследователей является мотылёк Богонг (Agrotis infusa), насекомое, совершающее длительную ночную миграцию в Австралии. Уникальность Богонга заключается в том, что для навигации он использует звёзды на ночном небе — метод, который пока почти не встречается у насекомых. Каждую весну миллиарды Богонгов покидают горячие равнины юго-восточной Австралии и направляются к горным пещерам в Австралийских Альпах, что расположены около тысячи километров от их мест обитания. Это направление миграции они выбирают не имея предыдущего опыта посещения этих мест, что делает их навигацию настоящей загадкой природы.

Осенью те же особи совершают обратный путь, чтобы отложить яйца и завершить жизненный цикл. Исследования показывают, что Богонги используют звездное небо как навигационный компас. Опытные учёные экспериментировали с мотыльками в специальных симуляторах полёта, создавая воспроизведения естественного ночного неба, порой манипулируя расположением звёзд и магнитным полем вокруг насекомого. При этом стало очевидно, что светила служат для них ориентиром, позволяющим точно определить направления на юг или север — в зависимости от сезона миграции. Однако ключевой вопрос — как мхи Богонг «читают» звёзды? В отличие от птиц, которые часто используют центр звездного вращения — Южный или Северный полюс мира — в мозгу мотылька были обнаружены специфические нервные клетки, настроенные на определённые углы поворота звездного неба.

Эти нейроны находятся в областях мозга, отвечающих за обработку визуальной информации и навигацию. Они реагируют на определённую ориентацию неба, активизируясь, когда насекомое направляется на юг, что совпадает с направлением миграции весной. Особенностью данного механизма является то, что мотыльки способны корректировать свой курс, несмотря на движение звёзд по ночному небу, вызванное вращением Земли. Им не нужны конкретные отдельные звёзды, а скорее общий рисунок звездного неба, включая полосу Млечного Пути, которая на южном полушарии проявляется как яркая звёздная полоса. Это накладывает ограничения на визуальные органы мотылька, но позволяет обеспечить устойчивость навигационного сигнала.

Интересно, что при отсутствии звёзд и луны — например, в пасмурные ночи — мотыльки всё равно показывают уверенную ориентацию в заданном направлении. Это свидетельствует о наличии запасного навигационного механизма — магнитного компаса, основанного на восприятии магнитного поля Земли. Таким образом, мотыльки Богонг соединяют два глобальных компаса — звездный и магнитный — обеспечивая надежность долгих миграций. Физиологические эксперименты подтвердили, что при выключении магнитного воздействия мотыльки продолжали ориентироваться по образу звёзд, а когда звёздное небо было случайно переставлено, направленность миграции пропадала. Это явное доказательство того, что именно совокупность расположения звёзд и не их яркость или отдельные объекты дают мотылькам необходимую навигационную информацию.

В мозгу насекомого были выявлены несколько типов нейронов, реагирующих на вращение ночного неба. Некоторые активируются, другие тормозятся при смене угла наклона звездного узора. Эти клетки локализованы в зоне центрального комплекса, структуры, известной у насекомых как навигационный центр. Оттуда сигналы отправляются в области мозга, контролирующие движение, обеспечивая корректировку маршрута во время полёта. Сам факт наличия специализированных нейронов, настроенных на ориентиры звездного неба, иллюстрирует удивительную адекватность и сложность нервной системы мотылька.

Это подтверждает, что даже у мелких насекомых в мозгу развиты специализированные механизмы, позволяющие интегрировать визуальную и магнитную информацию для точного определения курса. Кроме того, в научных публикациях подчёркивается, что мотыльки учитывают пункты своего временного и географического положения, а также меняющиеся во времени конфигурации звездного неба. Возможно, у них есть внутренние часы и способности к компенсации вращения планеты, что приближает их звездный компас по функциональности к тем, что наблюдаются у птиц и даже человека. Технологии и методы, применённые учёными для изучения миграционной навигации Богонга, тоже заслушивают внимания. Специально построенные экологически чистые лаборатории с отсутствием магнитных помех, сложные трёхосевые системы управления магнитным полем, а также проекционные установки, воспроизводящие реальное звездное небо с его естественными интенсивностями свечения, позволили создать реалистичные условия для наблюдения поведения мотыльков.

Для изучения работы нейронов применялись внутриклеточные электрические записи, обеспечивающие точные данные о реакции отдельных нервных клеток на визуальные стимулы. Благодаря этим методам удалось идентифицировать узкоспециализированные составные компоненты мозга, локализовать их и даже визуализировать морфологию с использованием современных красок и микроскопии. Устойчивость ориентирования мотыльков даже при отсутствии ярких лунных светил подчёркивает высокую адаптивную роль звездного компаса. Причём он не зависит от конкретных звездочек, а базируется на широком узоре звездного неба и Млечного Пути, что делает навигацию надёжной вне зависимости от колебаний видимости отдельных звезд или фаз луны. Отдельно стоит затронуть экологическую значимость Богонговых миграций.

Эти насекомые не только являются важной частью пищевой сети, но и служат индикатором состояния окружающей среды. Их чрезвычайно долгие перемещения требуют идеальной ориентации, нарушить которую могут световое загрязнение, изменение магнитного поля или климатические изменения. Понимание их навигационных механизмов позволяет разрабатывать меры по сохранению среды обитания мотыльков и поддержанию их миграционных маршрутов. Новые данные об использовании звездного компаса у моли Богонг значительно расширяют знания о навигационных способностях беспозвоночных. Ранее подобное поведение было доступно лишь для некоторых птиц, млекопитающих и человека.