Богонгские молнии, или Bogong moths, представляют собой удивительных ночных насекомых, обитающих в Австралии, прославившихся своей способностью совершать долгие миграционные перелёты протяжённостью до тысячи километров в поисках прохладных мест для перезимовки. Их путь ведёт от низменных районов до горных пещер Австралийских Альп, где миллиарды этих мотыльков находят убежище для сезонного отдыха. Учёные на протяжении многих лет пытались разгадать загадку того, как эти ночные насекомые справляются с задачей навигации в полумраке без видимых ориентиров, и недавнее исследование принесло впечатляющие результаты, показывающие, что Богонгские молнии используют звездный компас и магнитное поле Земли для ориентирования в ночном небе во время перелёта. В отличие от многих других насекомых, которые полагаются на познания и признаки местности, Богонгские молнии должны ориентироваться в пространстве, не имея возможности запомнить маршрут, поскольку каждый миграционный путь начинается в новом для них месте. Их способность находить ограниченный набор горных пещер, в которые миллионы мотыльков ежегодно собираются на летний отдых, является поразительным примером природного навигационного мастерства.
Исследования с использованием высокотехнологичных полетов в симуляторах показали, что молнии способны определять своё направление по расположению звёзд в ночном небе. В этих экспериментах насекомые помещались в специальные арены, где им демонстрировались изображения ночного неба с естественным расположением звезд, а магнитное поле Земли эффектно нейтрализовывалось специально сконструированной системой, исключая влияние магнитного чувства молей. Даже под такими условиями мотыльки летели в той же сезонной направленности, что и в естественных условиях. При смене ориентации звездного неба на 180 градусов направление полёта насекомых изменялось практически зеркально, что подтверждало использование звездного компаса для определения вектора движения. Однако, когда звезды на проекциях шли в случайном порядке, способность мотыльков ориентироваться терялась, что указывает на то, что насекомые не просто реагируют на свет, а способны распознавать конкретные узоры и положение звезд для вычисления необходимого курса.
Подобное поведение изумительно напоминает звездное ориентирование, известное у мигрирующих птиц и древних мореплавателей, раскрывая новый уровень когнитивных способностей у насекомых. Помимо использования звездного неба, мотыльки показывают и магнитное чувство, используя геомагнитное поле Земли как дополнительный компас, что особенно важно в условиях, когда небо затянуто облаками и звезд не видно. В таких случаях богонгские молнии всё равно демонстрируют ориентированный полёт, следовательно, встроенная магниточувствительность обеспечивает им навигацию в неблагоприятных условиях. Такая комплементарность системы навигации гарантирует, что насекомые сохраняют правильное направление в самых разных климатических условиях и вокруг разного ландшафта. Изучение нейронных механизмов навигации у Богонгских молний позволило учёным обнаружить группы визуальных нейронов в мозге насекомых, которые специфически реагируют на вращение звездного неба и имеют чёткую настройку на конкретные направления.
Интересно, что большинство из этих нейронов показывают максимальную активность при ориентации мотылька к югу, понимаемому как важному вектору миграционного маршрута. Эти нейроны связаны с областями мозга, отвечающими за обработку визуальной информации и пространственную ориентацию, что указывает на сложную интеграцию внешних сигналов в поведение навигации. Ещё одним важным элементом звездного компаса является способность этих мотыльков учитывать суточное вращение Земли, которое изменяет расположение звезд на протяжении ночи. Богонгские молнии умеют адаптироваться к этим изменениям, успешно сохраняя заданное направление миграции даже спустя несколько часов наблюдения ночного неба. Вполне вероятно, что у них существует временной компенсатор – аналог, известный у других мигрирующих насекомых и птиц, позволяющий учитывать движение небесных объектов и корректировать курс.
Изучая особенности звездного неба, которые наиболее вероятно используются молями, стоит отметить, что древняя полоса Млечного Пути – особенно яркая и заметная в южном полушарии, – становится наиболее вероятным визуальным ориентиром. Помимо отдельных звёзд, её протяжённость и яркость позволяют мотылькам легко распознавать направление по её расположению в ночном небе, что подтверждается нейрофизиологическими исследованиями, выявляющими чувствительность нейронов к световым видам, напоминающим форму и яркость Млечного Пути. Текущее понимание миграционной навигации этих мотыльков означает не только новый этап в исследовании биологии насекомых, но и открывает перед учёными возможности для изучения сложных механизмов интеграции нескольких компасных систем, таких как магнитная и звездная навигация, объединённых в общий навигационный комплекс. Эти результаты могут стать вдохновением для совершенствования искусственных систем навигации, а также для понимания влияния изменений магнитного поля и светового загрязнения на миграционные маршруты ночных насекомых. Кроме фундаментальных научных открытий, результаты этих исследований имеют существенную экологическую и хозяйственную значимость.
Богонгские молнии выполняют важные экологические функции, участвуя в питательных цепях и влияя на динамику экосистем, а также являются объектом культурного значения для коренных народов Австралии. Понимание их миграционного поведения и чувствительности к изменениям окружающей среды позволит лучше охранять виды и устойчивость экосистем, которые они поддерживают. В будущем учёные планируют более детально исследовать, какие именно звёздные объекты – отдельные яркие звёзды, определённые созвездия или участок Млечного Пути – используются Богонгскими молями для точной навигации, а также выяснить, как происходит калибровка и взаимодействие между звездным и магнитным компасами на различных этапах миграции. Кроме того, будет интересно понять, каким образом внутренние биологические часы насекомых синхронизируют восприятие пассивных ориентиров с необходимостью корректировать маршруты в ответ на внешние изменения. Несмотря на все достижения, миграционный феномен Богонгских молей остаётся одной из самых впечатляющих загадок природы, открывая тайны ночных путешествий одних из самых маленьких, но при этом удивительно организованных мигрантов на нашей планете.
Изучение их ощущений, мозговых механизмов и поведения продолжит вдохновлять исследователей и позволит глубже понять сложный баланс между живыми организмами и окружающей их средой.
