Мотыльки Богонга — удивительные ночные перелётные насекомые, обитающие исключительно в Австралии. Они ежегодно совершают масштабные миграции, преодолевая расстояния до тысячи километров, чтобы добраться в определённые алпийские пещеры, где проводят летнее состояние покоя, известное как эстивация. Процесс миграции этих мотыльков долгое время остаётся загадкой для учёных, однако последние исследования раскрывают одну из тайн их ориентации в пространстве — использование звездного компаса. В отличие от многих ночных насекомых, которые просто следуют случайным направлениям или ориентируются по близлежащим визуальным ориентирам, Богонги демонстрируют впечатляющую точность и устойчивость в выборе курса. Это становится особенно удивительным с учётом того, что мотыльки направляются в места, где ни разу не бывали, ориентируясь лишь на наследственные модели поведения и глобальные ориентиры.
Одним из основных открытий последних исследований стала роль звёздного неба в ориентировании Богонгов. В экспериментах, проведённых с использованием специальных симуляторов полёта и натуралистических моделей горного ночного неба, было установлено, что мотыльки способны распознавать расположение звёзд и, используя их как компас, удерживать определённое направление движения. Более того, исследователи смогли подтвердить, что при повороте ночного неба на 180 градусов мотыльки меняют направление движения на противоположное, что свидетельствует о необходимости именно определённого расположения небесных светил для успешной навигации. Интересно, что звездный компас работает у мотыльков даже в те ночи, когда отсутствует луна. На таких темных и безлунных ночах именно положение звёзд, а также светящаяся полоса Млечного Пути служат им надёжными ориентирами.
В то же время наличие облачности, полностью закрывающей ночное небо, выводит мотыльков из ориентации, что дополнительно подтверждает важность визуальных астрономических сигналов для их миграционных маршрутов. Кроме звёздного компаса, у Богонгов имеется и магнитный компас — навигационная система, чувствительная к магнитным полям Земли. Даже при отсутствии визуальных ориентиров мотыльки сохраняют направленность с помощью восприятия магнитных линий. Таким образом, две системы — визуальная (звёздная) и магнитная — работают в тандеме, обеспечивая надежную и точную навигацию в самых различных условиях. Исследования показали, что при отсутствии одного из двух компасов навигация заметно усложняется, а при отсутствии обоих мотыльки полностью теряют ориентировку.
Уникальной особенностью используется в нейронных механизмах ориентации Богонгов. Учёные провели электрофизиологические исследования мозга мотыльков и обнаружили специальные визуальные нейроны, которые ответственно реагируют на изображение звёздного неба и активируются при определённой ориентации насекомого относительно неба. Эти клетки находятся в сложных мозговых структурах, связанных с пространственной ориентацией и навигацией, таких как центральный комплекс и боковые придаточные доли. Нейроны проявляют разные типы ответов — одни активируются при вращении звездного неба в определённом направлении, другие — при специфических углах поворота неба. Некоторые из них наиболее чувствительны к форме и расположению ярких участков Млечного Пути, включая такие известные небесные объекты, как туманность Кюрины.
Эти данные свидетельствуют о том, что мотыльки обладают тонкой и комплексной системой обработки визуальной информации, позволяющей им точно определять свое местоположение и направление движения по звездному небу. Незапамятной способностью мотыльков является сезонное изменение вектора миграции. Весной насекомые направляются в сторону Юго-Восточных Альп, а осенью возвращаются обратно на северо-восток к местам размножения. Нейронные и поведенческие исследования показали, что мотыльки способны инвертировать свою ориентацию в соответствии с сезоном, что является ключевым требованием для успешного кругового миграционного цикла. Важным аспектом навигации является также учёт временных изменений в положении небесных светил из-за вращения Земли.
Как правило, ночное звездное небо изменяет свое положение относительно горизонта в течение ночи, что теоретически могло бы запутать мигрирующих насекомых. Однако эксперименты доказали, что мотыльки обладают механизмом коррекции этих изменений, позволяющим удерживать правильное направление несмотря на смещение расположения звёзд. Исследования указывают на возможность наличия у мотыльков «компенсированного» звездного компаса, напоминающего солнечный компас дневных бабочек, таких как монархи. Этот компас учится или настроен на ожидаемые перемещения звездного рисунка в течение ночи и корректирует курс мотыльков, обеспечивая постоянство направления даже при меняющейся астрономической обстановке. Кроме того, в ходе полевых наблюдений мотыльки демонстрируют высокую точность и стабильность курса даже в естественных ландшафтах, что подтверждает эффективность встроенных навигационных механизмов.
Используемые в исследованиях модифицированные полевые симуляторы позволили воспроизвести реальные условия ночного неба и геомагнитного поля, выявив взаимодействие между двумя компасами. Ценность открытия использования звездного компаса у мотыльков трудно переоценить. До недавнего времени подобная способность была известна преимущественно для некоторых видов птиц и млекопитающих, а также для человека, который издавна использовал звёзды в морской навигации. Для насекомых же этот уровень ориентации представлялся невозможным из-за их миниатюрных размеров и особенностей зрительной системы. Обнаружение этого феномена у мотыльков Богонга расширяет наше понимание эволюции навигационных механизмов у животных и открывает новые перспективы для изучения ориентирования в ночное время.
Понимание того, как простые мозговые структуры интегрируют сложные визуальные и магнитные сигналы, может вдохновить разработку новых технологий в робототехнике и искусственном интеллекте, особенно в задачах автономной навигации. Кроме фундаментального научного интереса, эти знания имеют и практическое значение для охраны видов. Богонги являются важным элементом экосистем юго-восточной Австралии, а их миграции связаны с климатическими и экологическими условиями. Понимание механизмов ориентации поможет прогнозировать влияние изменений окружающей среды на их поведение и разработать меры по сохранению этих уникальных насекомых. Таким образом, мотыльки Богонга воплощают собой удивительный пример того, как животные с небольшими когнитивными возможностями используют природные ориентиры сложнейшим образом для ориентирования и миграции.
Их звездный компас — яркое свидетельство изобретательности природы и эволюционной адаптации к обширным пространствам и переменчивой ночной среде.
