Мир природы всегда поражает своим разнообразием и изобретательностью, особенно когда речь идёт о навигации животных на расстояния, которые кажутся невероятными для столь маленьких существ. Одним из самых ярких примеров подобной способности являются богонгские моллюски — уникальные ночные насекомые Австралии, которые совершают удивительные миграции, используя звёздное небо в качестве компаса. Богонгские моллюски (Agrotis infusa) — это вид мотыльков, эндемичных для Австралии, известных своей ежегодной миграцией из низменных районов юго-восточной части страны в альпийские пещеры Австралийских гор, где они проводят летние месяцы в состоянии летаргии, или эстивации. Этот путь миграции может составлять около тысячи километров, и немаловажно, что насекомые отправляются к местам, которые ни разу раньше не посещали — у них отсутствует опыт личного путешествия к этим точкам. Тем не менее, они прекрасно ориентируются и находят правильное направление.
Главным вопросом для учёных долгое время оставался механизм навигации этих моллюсков. Недавние исследования, проведённые группой международных учёных, раскрыли, что богонгские моллюски комплектуют свою навигацию с помощью звездного неба, используя его в качестве надежного ориентира в условиях ночи и морока. Эксперименты с использованием привязанных к аппарату моллюсков, что отдыхали в специальных полупрозрачных мешках, позволили им свободно вращаться и выбирать направление полёта. При этом им проецировалась естественная карта ночного звёздного неба. В случаях, когда была отключена магнитная чувствительность, моллюски всё равно сохраняли направленность в определённом направлении — весной летели преимущественно на юг, а осенью — обратно на север.
Когда проекцию звёздного неба переворачивали на 180 градусов, направления полёта моллюсков соответствующим образом менялись. Это убедительно свидетельствует о том, что насекомые используют именно карту ночного неба для ориентации. Интересно, что при случайном расположении звёзд моллюски переставали ориентироваться, что доказывает, что им важна именно правильная структура звёзд и их взаимное расположение, а не световые пятна или иные случайные признаки. Более того, даже в пасмурную ночь, когда видимость звёзд и луны отсутствовала, моллюски продолжали следовать необходимому направлению, причём уже используя магнитное поле Земли, что говорит о сочетании двух систем — звездного и магнитного компаса для поддержания точной навигации. Нейронные исследования подтвердили эти поведенческие данные.
Учёные проводили их в специально созданной лаборатории, где при помощи электродов записывали активность отдельных нейронов центральной нервной системы моллюсков при демонстрации вращающегося проекционного изображения звёздного неба. Было выявлено, что отдельные нейроны реагировали строго на поворот звездного неба, максимальная активность которых приходилась на определённые углы поворота, соответствующие направлению на юг. Это указывает на то, что в мозге насекомого формируется специализированная сеть, анализирующая положение звёзд и преобразующая эту информацию в сигналы, определяющие направление полёта. Месторасположение изученных нейронов включало несколько ключевых областей мозга, таких как оптические доли, центральный комплекс и латеральные придатки. Центральный комплекс, известный как центр ориентации насекомых, играет очень важную роль в интеграции навигационной информации — именно здесь, вероятно, происходит объединение визуальных данных с магнитными сигналами и другими сенсорными входами для формирования единой навигационной команды.
Использование звездного неба в качестве компаса наблюдалось прежде только у птиц и у самого человека. Интересно отметить, что звёздный компас в южном полушарии уникален благодаря яркой полосе Млечного пути, которая занимает заметное и постоянное положение на ночном небе. Богонгские моллюски, вероятно, используют именно этот объект, так как его форма и положение служат надежным ориентиром в течение ночи и сезона миграции. Поляризованный свет, который мог бы служить навигационным сигналом ночью, по всей видимости, для моллюсков не является обязательным ориентиром, особенно учитывая большой объём их миграции в лунные фазы, когда подобного сигнала нет. Это делает звездный компас ещё более значимым в их сенсорном репертуаре.
Обнаружение у моллюсков такой сложной зрительной навигационной системы вызывает восхищение и вызывает ряд новых вопросов относительно эволюции и адаптации миграционного поведения у насекомых. Как, например, моллюски способны генерировать внутреннюю карту звездного неба и компенсировать суточное вращение, так чтобы сохранять точность курса? Возможно, в их мозге действует своеобразный «временнó-компенсированный» звездный компас, аналогичный солнечному компасу, обнаруженному у бабочек монархов. Таким образом, богонгские моллюски применяют комбинацию из двух компасов — звездного и магнитного — чтобы обеспечить стабильное выполнение своей долгой миграции с точным выбором направления, несмотря на смену сезонных условий и ночных изменений положения звёзд. Если один из компасов оказывается недоступным, другой может компенсировать и позволить животному не сбиться с курса. Эти научные открытия не только углубляют наше понимание навигационных способностей насекомых, но и могут вдохновить новые направления в разработках робототехники и автономных систем навигации.
Биомиметика, изучающая подобные природные механизмы, может перенять и применить принципы звездной навигации с учётом изменения условий и комплексного интегрирования сенсорных данных. Природа по-прежнему остаётся неисчерпаемым источником удивления и исследований, и богонгские моллюски служат ещё одним доказательством, как даже самые маленькие создания способны решать сложные задачи навигации, используя изощрённые системы восприятия и обработки информации. Эти открытия напоминают нам о необходимости внимательно относиться к природным явлениям, поскольку они зачастую могут содержать ключи к новым научным и техническим прорывам.
