蜣螂也會利用銀河系來導航?

2021-03-02 青少年科創計劃

利用星光，蜣螂的路線相對比較直(在頂端圓圈內的線)。但當夜空被遮住時，蜣螂就很難保持一條直線到達外圍。圖片來源：(LEFT) EMILY BAIRD; (RIGHT) ADAPTED FROM M. DACKE ET AL., CURRENT BIOLOGY, 23 (2013)

蜣螂似乎利用來自太陽、月亮和銀河系的光作為指南針，找到返回地面洞穴的路。光強的差異，以及光的偏振，提供了方向線索。在沒有光源的情況下，蜣螂還可以利用風來確定方向。你剛從雜貨店回來。陷入沉思，你走錯了幾次路，現在你真的迷路了。更糟糕的是，你沒有帶手機，而且你開的車沒有GPS! 你現在該怎麼辦?如果你有空閒時間，你可以開車四處轉轉，直到你找到一個你認識的地標。你也可以向別人問路或者借用別人的手機來使用他們的GPS。然而，如果你是一隻蜣螂，你就不需要這些了。你可以從車裡走出來，仰望天空，跳一段小舞。在那一刻，光會指引它回家!
屎殼郎白天利用太陽，晚上利用月亮和銀河系找到回洞的路。這種甲蟲的大腦只有罌粟種子那麼大，它是如何像解讀自己的指南針一樣解讀天空的呢?

蜣螂（Dung Beetle），俗稱屎殼郎、屎克螂、糞金龜，是鞘翅目金龜子總科下的一個並系群。體黑色或黑褐色，大中型昆蟲。世界上有2萬多種蜣螂，分布在南極洲以外的任何一塊大陸。

「屎殼郎」的「糞」部分來自於些小昆蟲在不平坦的地面上滾糞球的景象，通常是奶牛或大象的糞球，有它們自己的好幾倍大。然而，在8000多種屎殼郎中，只有600種屎殼郎會滾動糞便。數以百計的蜣螂聚集在糞堆周圍，渴望著自己挖出糞球。它們把新鮮的糞球帶回地面的洞裡。在那裡，它會用糞便把自己埋起來吃晚餐。是的，蜣螂會吃糞，更確切地說，是糞的汁液。這種液體富含微生物和未消化的營養物質。如果蜣螂成功地吸引了配偶，糞球也會成為其後代的巢穴和食物來源。

讀了這篇文章，你可能會產生一種錯覺:對於蜣螂來說，把糞球帶回家就像你在當地超市逛了一趟後找到回家的路一樣簡單。然而，事實並非如此。

這隻倒立著的屎殼郎奮力地推著糞球。圖片來源：michael sheehan/Shutterstock

甲蟲經常有迷路的危險。屎殼郎必須在幾分鐘內趕回來，而且在返回途中，可能會有其他屎殼郎試圖偷走屎殼郎糞便的風險。
甲蟲滾著自己的糞便，甚至不看前面的道路時，迷路的風險就更大了。蜣螂不能向前看，因為它要用後腿頂著頭推糞球。想像一下，你在保持頭立的同時用腿滾動一個球。這就是蜣螂的體操技巧。出於好奇和愛管閒事的原因，科學家們開始調查甲蟲是如何始終如一地回到它們的家的。他們問了一些問題，比如，他們如何找到一條有效的回去的路，如果他們迷路了怎麼辦?
科學家們發現，蜣螂返回的最佳方式是走直線。如果迷路了，它們就會爬上糞球，仰望天空。白天活動的蜣螂利用太陽，而晚上活動的蜣螂則利用月亮和銀河系作為嚮導。
蜣螂如何利用太陽來導航? 對於白天活動的甲蟲來說，太陽就是它們的羅盤。如果你觀察甲蟲的時間足夠長，你會發現它們通常是從東向西移動的。這種觀察最早是由埃及學者Horapollo在公元5世紀記錄的。2003年，南非威特沃特斯蘭德大學(University of the Witwatersrand)和瑞典隆德大學(University of Lund, Sweden)的研究人員合作研究了蜣螂是如何在世界上航行的。他們在蜣螂的路徑上設置障礙，擋住視線，使用人造光源，甚至將太陽光反射到另一個方向，來觀察蜣螂的行為。

一隻雄甲蟲正站在它的糞球上，望著太陽尋找方向。糞球的底部是一隻雌蜣螂，它將與雄蜣螂交配。圖片來源:Rich Carey/Shutterstock

甲蟲們巧妙地克服了所有的障礙，沿著太陽的方向回到它們的直線路線上。然而，當陽光被遮擋時，甲蟲就會迷路。當太陽光反射到另一個方向時(太陽被擋住了視線)，甲蟲就會追逐反射的陽光。這給了研究人員一個暗示，太陽光線和它的方向是這些食腐動物的主要線索。蜣螂如何利用月亮和銀河系來導航? 在晚上，蜣螂可以利用兩種線索，月光或銀河的光線。研究人員發現，蜣螂會對月光的偏振做出反應。他們通過改變來自月球的光的偏振度90度來測試這一點。果然，甲蟲重新調整了自己的方向。有趣的是，這似乎與甲蟲對陽光的反應不同。在月球不存在的情況下，甲蟲使用來自銀河系的光。銀河系並非都是明亮的，因為它的南半部比北半部更亮。這種光線的梯度使甲蟲可以把它當作一種引導光。看來這些聰明的甲蟲是唯一一種利用銀河系進行短距離導航的動物，儘管許多導航的鳥類是通過天空中的星座來找到路的。

蜣螂自己解決自己的問題。圖片來源:ArCaLu/Shutterstock

科學家們仍不確定這些甲蟲的大腦是如何做到這一點的。他們目前正致力於將這些甲蟲的大腦與使用其他導航技術的昆蟲進行比較。蜣螂不像其他昆蟲那樣使用地標。將蜣螂的大腦與其他昆蟲的大腦進行比較，可能會讓研究人員對蜣螂的大腦有更深入的了解。

2017年,一個顯示特色金龜子,被發現使用晚上銀河系導航。

圖片來源:Tanya Josek

研究資料下載：《科學雜誌》

https://www.sciencemag.org/news/2013/01/dung-beetles-navigate-milky-way

圖文網絡整理來源：

www.ted.com/talks/marcus_byrne_the_dance_of_the_dung_beetlehttps://entomologytoday.org/2017/08/30/insect-astronauts-eclipse-watchers-learn-about-entomology-in-orbit/https://www.scienceabc.com/nature/how-do-dung-beetles-use-the-milky-way-to-navigate.html

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