Богонгские мотыльки представляют собой удивительный пример природной навигации: эти ночные насекомые ежегодно преодолевают расстояния до тысячи километров, направляясь из юго-восточной Австралии в отдельные пещеры в Австралийских Альпах, которые служат им местом для летней спячки — эстивации. При этом мотыльки попадают именно в те пещеры, в которых ни один из них прежде не бывал. Такая точность миграции впечатляет, особенно если учитывать, что мотыльки путешествуют в ночное время, когда многие ориентиры, привычные для дневных животных, недоступны. Откуда же они черпают информацию о направлении? Недавние исследования раскрывают, что ключевым элементом их навигационного арсенала является звездный компас — внимание к звездам и особенностям ночного неба помогает им уверенно идти к цели даже при отсутствии привычных ориентиров. Проблема ночной навигации особенно остра для насекомых с таким маленьким мозгом и относительно невысоким зрительным разрешением, как мотыльки.
Тем не менее, в случае богонгских мотыльков ученые подтвердили, что они не только улавливают звездные модели, но и используют их для определения точного географического направления миграции. Это подтверждается экспериментами в полевых условиях и в специально оборудованных лабораториях, где мотыльков закрепляли в специальных летательных симуляторах и моделировали им ночное звездное небо с помощью проектора. Мотыльки демонстрировали способность ориентироваться в соответствии со своим врожденным миграционным курсом, реагируя на натуральные расположения звезд и Млечного Пути. В случае, когда ученые переворачивали звездное небо на 180 градусов, насекомые меняли направление полета на противоположное, что ярко свидетельствует о том, что их навигация основана именно на восприятии расположения небесных тел. Если же располагать звезды случайным образом, мотыльки теряли ориентировку, что дополнительно подкрепляет теорию о применении звёздного компаса.
Эти открытия выводят богонгских мотыльков в ряд немногих животных, обладающих способностью ориентироваться по звездам для долгосрочной и точной миграции, сопоставимой разве что с птицами и человеком. Помимо звездного компаса, мотыльки обладают магнеторецепцией — способностью улавливать магнитное поле Земли. В ночах, когда видимость звезд или луны затруднена облаками, именно магнитный компас берет на себя основную функцию ориентации, позволяя сохранять направление миграции. Тогда как оба этих компаса — звездный и магнитный — работают в тандеме, их интеграция в мозге и выбор опоры в зависимости от условий обеспечивают максимальную надежность навигации. Когда ни звездные ориентиры, ни магнитное поле недоступны, мотыльки испытывают трудности с ориентированием и проявляют дезориентированное поведение.
Нервная система мотыльков специально адаптирована для обработки звездных ориентиров. Исследования нейрофизиологии выявили отдельные зрительные нейроны, расположенные в различных отделах мозга, таких как оптические доли, центральный комплекс и латеральные добавочные доли, которые отвечают на вращение изображения ночного неба. Эти нейроны показывают специфическую направленность активности, максимизируясь, когда мотылек обращен на юг, независимо от сезона миграции. Такая стабильная нейронная реакция, вероятно, служит аналогом звездного компаса. Нейроны способны различать даже сложные изображения, а не просто движение или интенсивность света.
Особенно примечательно, что одни нейроны реагируют на характерные особенности Млечного Пути — яркую светящуюся полоску, проходящую через небо, которую мотыльки, по всей вероятности, воспринимают даже с учетом своего ограниченного разрешения зрения. Наиболее яркие области Млечного Пути и связанные с ними звезды в южном полушарии меняют свое положение в зависимости от времени суток и сезона, поэтому мотыльки, вероятно, используют не только простое следование за «самым ярким пятном» на небе, а более сложный механизм учета положения и вращения неба, возможно, компенсированный внутренними биологическими часами. Подводя итоги, можно сказать, что миграция богонгских мотыльков стала одной из самых ярких демонстраций того, как даже небольшие и относительно простые существа способны применять сложные и интегрированные системы навигации. Звездный компас позволяет им ориентироваться по конкретным географическим направлениям, а магнитный компас становится вспомогательным, обеспечивая запасной вариант при неблагоприятных погодных условиях. Мозг мотыльков приспособлен для распознавания и обработки этих сигналов, выделяя для них специализированные нейроны, что является уникальной особенностью среди насекомых.
Эти открытия раскрывают не только детали поведения самой выдающейся ночной миграции, но и вносят существенный вклад в понимание эволюции навигационных механизмов у живых организмов. Изучение когнитивных и нейробиологических процессов миграции у богонгских мотыльков открывает новые перспективы в области биоориентации и может служить вдохновением для разработки инновационных навигационных технологий, основанных на природных принципах. Кроме того, исследования мотивируют дальнейший анализ влияния сезонных изменений, времени суток и географического происхождения отдельных популяций мотыльков на выбор и корректировку маршрутов миграции. Поскольку эти насекомые возвращаются к местам размножения, которых они никогда раньше не посещали, и делают это с беспрецедентной точностью, их поведение представляет уникальную модель для изучения того, как животные интерактивно используют различные сенсорные данные для построения сложных навигационных карт. Таким образом, богонгские мотыльки поднимают важные вопросы о способности насекомых к сложной пространственной памяти, интеграции множества сигналов и адаптивному поведению в меняющихся условиях.
Понимание этих процессов поможет не только сохранить эти важные для экосистемы насекомые, но и расширить наши представления о биологических навигационных системах в целом.
