“髒舞”:蜣螂翩翩起舞,走出直線

這些一絲不苟的昆蟲在糞球上旋轉,以確定方位並糾正導航錯誤


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蜣螂沿著地面滾動糞球時,它會週期性地停下來,爬到球上跳一支小舞。為什麼?它可能是在確定方位。一系列實驗發表在1月18日出版的《PLoS ONE》雜誌上,結果表明,當甲蟲偏離路線或遇到障礙物時,它們更有可能跳舞。直到現在,還沒有人知道跳搖擺舞的蜣螂在做什麼。

瑞典隆德大學的艾米麗·貝爾德和她的同事研究大腦微小的動物(如蜜蜂和甲蟲)如何執行復雜的腦力任務,例如在世界中導航。蜣螂引起了貝爾德的興趣,因為它能夠沿著完美的直線滾動糞球,即使它用後腿推球,頭部指向地面,方向相反。如果這隻六條腿的西西弗斯看不到要去哪裡,它是如何保持在航線上的呢?

時不時地,蜣螂會停止滾動,爬到球上旋轉。貝爾德注意到,在實驗室裡,蜣螂在平坦的表面上滾動時,跳舞的頻率不如在野外高,野外的地形崎嶇不平,岩石和草叢經常阻礙甲蟲的道路。她猜測,透過爬到比自身高四五倍的糞球上,甲蟲可以獲得一個相當好的有利位置,從中糾正任何導航錯誤。但這只是一種直覺——她需要證據。

在南非的一個農場,貝爾德收集了成年Kheper nigroaeneus(一種“滾動”的蜣螂),並將它們放入裝有土壤和新鮮牛糞的塑膠盆中。一旦甲蟲把糞便滾成球,貝爾德就把它們轉移到平坦的地形上,並在它們的路徑上放置了一個塑膠管。一扇輕便的門從管子的一端垂下來,就像一個小貓門。有時,當甲蟲把球推過管子時,貝爾德允許門自由擺動;有時,貝爾德固定住門,使甲蟲無法透過。在第一個實驗中,所有22只甲蟲在遇到鎖著的門時都爬上球並旋轉,而只有一隻甲蟲在門開啟時跳舞。在一個類似的測試中,貝爾德在甲蟲的路徑上用不同高度的管子製造了一個小的落差。50%從一個管子掉到另一個管子的甲蟲在它們的糞球上跳舞,而只有8%的未受阻礙的甲蟲跳舞。貝爾德認為,遇到障礙物會觸發甲蟲觀察周圍環境,並再次確認它們是否仍在沿直線遠離糞堆。

為了測試甲蟲是否會在感覺到自己偏離航線但沒有遇到障礙物時跳舞,貝爾德用半圓形管改變了甲蟲滾動的方向。在21只發現自己偏離軌道的甲蟲中,有17只停下來在它們的糞球上跳舞。在貝爾德放任不管的21只甲蟲中,只有兩隻跳舞了。

在兩個特別能說明問題的實驗中,貝爾德等待甲蟲進入塑膠管,然後迅速將管子翻轉180度,使甲蟲朝著與它們進入管子的方向相反的方向移動。在40只甲蟲中,有19只在換向後跳舞,其中19只中的18只開始朝著原來的方向推動它們的糞球,糾正了翻轉。儘管如此,貝爾德還沒有弄清楚跳舞究竟是如何幫助蜣螂保持航向的。她的最後一個實驗提供了一個線索:糞球的頂部可能是甲蟲檢查其相對於太陽位置的進度的最佳地點。貝爾德用一塊木板遮擋陽光,並用鏡子將陽光反射到甲蟲身上,以模擬太陽位置移動180度。在受到鏡子錯覺影響的32只甲蟲中,有19只跳舞,其中19只中的15只開始朝相反的方向滾動。

根據之前的研究,貝爾德知道蜣螂可以看到偏振光,而且當她在甲蟲頭上戴上小帽子以阻擋它們對天空的視線時,它們會變得非常迷失方向。她認為甲蟲依靠天空中的視覺線索來保持直線前進,當它們爬上糞球時,它們會拍攝天空的“快照”,並將它們所看到的與儲存在記憶中的快照進行比較。“如果你想保持直線,你真的不能使用附近的 landmarks,因為即使你稍微移動一下,它們似乎也會發生巨大的變化,”貝爾德說。“你需要一個非常遙遠且極其可靠的線索。太陽的位置和偏振模式是天空的羅盤線索。即使在陰天,你仍然可以使用偏振模式作為羅盤線索。”

貝爾德將在兩週後返回南非,研究野外的蜣螂。這一次,她不想把甲蟲限制在實驗室裡,而是想看看甲蟲在戶外滾動多遠才會停下來跳舞。她對甲蟲在平地上持續滾動多久特別感興趣。貝爾德計劃使用當地的網球場,而不是建造一個昂貴的、沒有鵝卵石和草地的戶外競技場。

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