Мир природы полон удивительных явлений, и одна из самых поразительных историй связана с миграцией мотыльков богонг — насекомых, способных самостоятельно совершать многокилометровые перелёты в ночных условиях. Эти мотыльки, обитающие в юго-восточной Австралии, выполняют сезонные перемещения до самых отдалённых горных пещер, которые они никогда прежде не посещали. Успех их миграций во многом опирается на использование звёздного компаса — механизма, позволяющего ориентироваться в пространстве, ориентируясь на расположение звёзд в ночном небе. Жизненный цикл мотылька богонг связан с изменениями окружающей среды, в первую очередь с необходимостью избегать летней жары в низинах и искать прохладу в горах. Весной молодые взрослые особи покидают родные места размножения и направляются на высоту до тысячи километров, чтобы достичь ограниченного числа прохладных высокогорных пещер, где они проводят лето в состоянии оцепенения.
Осенью те же самые особи возвращаются в места размножения, чтобы отложить яйца и завершить жизненный цикл. Такое сезонное мигрирование — уникальное поведение для насекомых, а сама точность навигации поражает учёных. Исследования, проведённые с применением специализированного оборудования — имитаторов полёта, позволили выявить, что мотыльки используют звёздное небо как навигационную карту. При этом они способны определять своё направление относительно географических ориентиров, таких как истинный север и юг. Эксперименты были реализованы как в естественных условиях под открытым небом, так и в специально оборудованных лабораториях, где можно было точно контролировать как звёздное небо, так и магнитное поле Земли.
Важной особенностью стало то, что мотыльки сохраняют правильное направление даже при нулевом магнитном поле, что подтверждает их способность полагаться исключительно на звёздный компас. Навигация с помощью звёздного компаса — это широко распространённый механизм у птиц и некоторых млекопитающих, однако у насекомых это открытие — прорыв. Мотыльки способны не просто менять направление движения в зависимости от положения Луны или отдельных звёзд, а ориентируются на целостный рисунок ночного неба, учитывая при этом вращение Земли и меняющиеся положения звёзд в течение ночи. Их способность удерживать стабильное направление в течение нескольких часов и дольше, несмотря на движение светил, говорит о сложном внутреннем механизме обработки информации. В дополнение к визуальным звёздным сигналам мотыльки используют геомагнитное поле Земли как дополнительный источник информации.
Эксперименты, при которых искусственно изменялись или отключались магнитные поля, демонстрируют, что в отсутствии звёзд мотыльки всё равно могут ориентироваться в направлении своей миграции благодаря магнитному чувству. Таким образом, два компаса — звездный и магнитный — действуют как резервные системы, дополняя друг друга в сложных и меняющихся условиях среды. Существуют предположения о том, что мотыльки оснащены нейронными структурами специализированными для анализа визуальных ночных ориентиров. Исследования с применением внутричерепных электродных записей выявили нейроны в центральном мозге мотыльков, которые активно реагируют на изменение расположения звёздного неба. Эти клетки имеют высокую специфичность и реагируют на определённые направления, например нейроны, которые показывают максимальную активность, когда мотылёк направлен на юг.
Такая организация аналогична «клеткам направления головы» у птиц и некоторых млекопитающих и свидетельствует о наличии у мотыльков сложной системы обработки пространственной информации. Область центрального комплекса мозга мотылька, ответственная за ориентацию и навигацию, интегрирует визуальные данные от звёздного неба и магнитную информацию, формируя комплексный внутренний компас для управления полётом. Это позволяет мотылькам адаптироваться к сезонным изменениям, а также к суточному вращению звёздного неба, поддерживая правильный курс во время долгих и часто стрессовых миграций. Ещё один интересный аспект — феномен сезонной смены направления миграции. Во время весенних миграций мотыльки летят преимущественно на юг, к горам, а осенью — обратно на север к местам размножения.
Их внутренние навигационные механизмы способны менять ориентационные параметры в зависимости от времени года, что требует работы сложной нейронной сети, способной учитывать влияние временных факторов и географического положения. Кроме того, исследования показывают, что мотыльки способны сохранять направление полёта даже в условиях полного облачного покрова, когда визуальные ориентиры скрыты, за счёт использования магнитного компаса. Это свидетельствует о высокой надёжности их навигационной системы, позволяющей успешно добираться до цели в самых различных погодных условиях. Использование звёздного компаса мотыльками богонг имеет ещё и экологическую значимость. Эти насекомые играют важную роль в функционировании экосистемы Австралии, они — источник пищи для многих видов, а их миграции влияют на распространение семян и балансы микробиоты.
Понимание механизмов их навигации помогает лучше оценить влияние антропогенных факторов, таких как световое и магнитное загрязнение, на их популяции. Научные открытия относительно звёздного компаса у мотыльков открывают новые перспективы в области биоинформатики, нейронауки и ориентационной биологии. Они показывают, что даже насекомые с небольшими размерами мозга способны обрабатывать сложные ориентировочные данные, интегрировать несколько сенсорных систем и использовать временные калибровки для точной навигации. Этот факт расширяет наши представления о когнитивных способностях животных и о принципах организации навигационных систем в живой природе. Будущие исследования будут сосредоточены на выявлении точных звёздных объектов или участков неба, служащих ориентирами для мотыльков.
