Миграция животных с древних времён вызывает восхищение и исследовательский интерес. Особенно уникальными считаются ночные перелёты насекомых, о которых долгое время было известно немного. Одним из таких загадочных путешественников является мотылёк Богона (Agrotis infusa), который обитает в Австралии и совершает ежегодные путешествия на расстояния до тысячи километров в поисках прохладных укрытий и мест для размножения. Недавние научные открытия показали, что этот мотылёк использует звёздное небо как компас для ночной навигации, что делает его одним из немногих беспозвоночных, способных ориентироваться по звёздам с высокой точностью. Мотылёк Богона — это ночное насекомое, встречающееся в юго-восточной Австралии.
Каждую весну миллиарды этих мотыльков покидают свои южные места обитания и направляются к горным пещерам, расположенным в Австралийских Альпах. Там они впадают в состояние зимней спячки — эстевации — на несколько месяцев. С наступлением осени те же самые особи возвращаются обратно к местам размножения, где откладывают яйца и умирают. Путь миграции — уникальное явление, так как мотыльки летят к локациям, которых никогда прежде не посещали и ориентируются на преобладающие природные ориентиры. Для изучения навигационных способностей мотыльков учёные применяли инновационные методы.
Среди них — использование специально разработанных полётных симуляторов, в которых бабочка была закреплена и могла свободно поворачивать своё направление полёта. Работы проводились как на природе под открытым небом, так и в специально оборудованной лаборатории с возможностью полного контроля над окружающей средой и воздействующими факторами. Важным условием экспериментов было обеспечение доступа к реальному или искусственному звёздному небу, а также возможность отключать магнитное поле Земли с помощью специальной системы катушек. Результаты показали, что мотыльки способны ориентироваться в своих сезонных миграционных направлениях даже без знания местности. Под естественным, безлунным звездным небом они демонстрировали устойчивое направление полёта: в весенний период — на юг к альпийским пещерам, в осенний — обратно на север к местам размножения.
Заблокировав магнитное поле в лабораторных условиях, мотивируют мотыльков всё равно сохранять свои направления, что доказывает использование звёзд в качестве компаса. При этом поворот изображения звездного неба на 180 градусов приводил к соответствующему изменению направления полёта насекомых, а случайное распределение звезд приводило их к дезориентации. Однако мотыльки способны продолжать навигацию даже в тех случаях, когда звёздные ориентиры скрыты тучами. Опыт показал, что в таких условиях они используют магнитное поле Земли. Это подчёркивает важность интегрированного навигационного механизма, сочетающего в себе использование как звездного, так и магнитного компаса.
Исследования нейрофизиологов проникли ещё глубже, изучив работу мозга мотылька Богона. С помощью проведения внутриклеточных записей активности визуальных нейронов в различных отделах мозга обнаружено, что отдельные нейроны настраиваются на определённые ориентации ночного неба. Среди таких областей выделяются оптические доли, центральный комплекс мозга и латеральные сепаратные узлы, участвующие в обработке информации о направлении полёта и выработке управляющих сигналов к летательным мышцам. Замечено, что максимальная активность нейронных групп связана с направлением мотылька на юг, что соответствует сезонным миграционным маршрутам. Эти нейроны классифицируются по типам реакции — возбуждаемые, тормозимые и чувствительные к направлению вращения звездного поля.
Физиологические эксперименты включали стимуляцию искусственными изображениями неба с разнообразным расположением световых пятен, имитирующих яркие звёзды и Milky Way, и показали, что нейроны реагируют значением спайков на специфические конфигурации, позволяя мотыльку восстанавливать своё географическое направление даже при изменении расположения звёзд. Комбинация поведенческих и нейрофизиологических данных подтверждает, что мотылёк Богона не просто слепо ориентируется на светлые объекты на небе, а обладает сложной звездной компасной системой, интегрированной с магниторецепцией. Надежность ориентирования обеспечивается перекрёстной проверкой данных, связанных с магнитным полем и звездным положением. Такая избыточность крайне важна для ночных мигрантов, которые сталкиваются с меняющимися погодными условиями и периодами отсутствия визуальных ориентиров. Особенно примечательным считается способность мотыльков сохранять устойчивые направления даже несмотря на суточное вращение звёздного неба.
Варианты объяснения включают использование точки вращения звёздного неба (полюса небесной сферы) как опорного ориентира или наличие временного компенсированного звездного компаса, похожего по принципу на солнечный компас у дневных мигрантов. Важным аспектом в понимании миграционной навигации мотыльков является факт, что они никогда ранее не посещали точки назначения. Их способность чисто наследственным способом знать направление полёта указывает на генетическую программу, подчинённую глобальным ориентирам — звёздам и магнитному полю. Таким образом, мотыльки являются уникальными примерами интеграции врождённой информации и сенсорных данных для решения задачи дальнобойной навигации. Исследования мотылька Богона вносят ценный вклад в область поведенческой нейробиологии и навигационной экологии, расширяя знания о возможностях беспозвоночных и показывая, что сложные навигационные механизмы, известные у птиц и млекопитающих, встречаются и в мире насекомых.
