Owad na autostradzie

Kluczem do naukowego sukcesu było skonstruowanie superczułego radaru, który potrafi śledzić ruch pojedynczego owada z odległości nawet kilometra. Radar wyłapuje obecność insektów, a oprogramowanie witualnie nadaje każdemu osobnikowi jakiś numer i śledzi jego ruch, niezależnie od ruchu innych „uczestników” badań.

Grunt to prąd
Badaniom poddano motyle i ćmy. Owady, które – można by pomyśleć – z trudem przelatują z jednego krańca łąki na drugi. Naukowców zastanawiało, jak te subtelne stworzenia potrafią przed zimą wyemigrować z terenów Europy Północnej na południe, w rejon Morza Śródziemnego, a kilka miesięcy później wrócić z powrotem na północ. Badacze zdawali sobie sprawę z tego, ze owady muszą wykorzystywać prądy powietrzne. Nie przypuszczali jednak, jaka jest skala tego zjawiska. Nie wiedzieli, że tak wiele motyli i ciem potrafi to robić, nie mieli też pojęcia, że insekty potrafią tak skutecznie wykrywać prądy powietrzne. Bardzo niewielki odsetek owadów mylił się co do ich lokalizacji. Prawie wszystkie owady te najszybsze powietrzne autostrady wynajdowały bezbłędnie. Jak? Nie do końca wiadomo. Motyle i ćmy – niezależnie od gatunku – mają, zdaniem badaczy, ten sam system.

– Wydaje nam się, że system wykrywania najszybszych strumieni powietrza oparty jest na zjawisku turbulencji – powiedział dr Jason Chapman z Rothamsted Research Institute w Hertfordshire w Wielkiej Brytanii. Może mają jakiś zmysł, dzięki któremu potrafią ocenić szybkość ruchu powietrza? Szczegóły nie są jednak znane. Badacze po odkryciu masowości zjawiska migracji chcą bliżej przyjrzeć się temu zagadnieniu.

Nie taki wątły
Druga sprawa, która budzi ich zainteresowanie, to kwestia czysto mechaniczna. Jak wątłe ciała motyli czy ciem wytrzymują tak nagłe podmuchy powietrza? Sprawa jest rzeczywiście zagadkowa. Gdy owad znajdzie się „wewnątrz” powietrznego tunelu, siły, które na niego działają, nie są duże. Siedząc wewnątrz pociągu, też nie czujemy, że porusza się on z dużą prędkością. Ale gdy wsiadamy do pociągu – ten stoi na dworcu. Gdy motyl „wchodzi” do tunelu, pęd powietrza powinien połamać mu skrzydła. A nie łamie. Naukowcy nie zauważyli ani jednego przypadku uszkodzenia ciała owada spowodowanego „wejściem” w strumień powietrzny. – To rzeczywiście ciekawe. Rozumiemy, co dzieje się, gdy insekt znajdzie się wewnątrz strumienia powietrza, ale mamy kłopot w wyjaśnieniu, jak się do niego dostaje bez uszkodzeń ciała – mówił dr Chapman.

GPS w czułkach
Brytyjscy naukowcy uważają, że motyle muszą mieć jakiś system nawigacji. Z innych badań, które przeprowadzono w Meksyku, wynika, że odpowiednie „urządzenia” znajdują się w czułkach tych owadów. Każdej jesieni około 100 mln monarchów (Danaus plexippus) migruje z terenów Ameryki Północnej do Meksyku. Przebywają trasę ponad 4 tys. kilometrów. Jak to się dzieje, że się nie gubią?

Okazuje się, że motyle nawigują zgodnie z pozycją Słońca. Co więcej, mają wewnętrzny system, który koryguje kierunek lotu w zależności od pory dnia. Słońce „wędruje” przecież po niebie. Naukowców wyniki ich badań zadziwiły, bo myśleli, że „słoneczny kompas” znajduje się w mózgu owadów. Tymczasem znajduje się w ich czułkach. Gdy te usunąć, motyle tracą orientację. Badanie mózgu motyli pozbawionych czułek nie wykazuje nieprawidłowej pracy tego organu.

– Wydaje nam się, że mechanizm umieszczony w czułkach działa niezależnie od mózgu motyla – twierdzi dr Steven Reppert z University of Massachusetts Medical School w USA. W czułkach znajdują się nie tylko sensory światła, ale także zegar, który „wie”, jak w ciągu dnia zmienia się położenie Słońca na niebie. Mózg od czułek dostaje nie tyle informację o położeniu Słońca, co informację skorygowaną ze względu na panującą porę dnia. O tym, że w czułkach są sensory światła, naukowcy przekonali się w dosyć prosty sposób. Grupie motyli pomalowali czułki czarną nieprzezroczystą farbą.

Wszystkie osobniki z tej grupy przemieszczały się w nieprawidłowym kierunku. – To dla mnie jasne, że motyle czułki są czymś w rodzaju czujników zewnętrznych. Mogą być uszami, wyczuwają zmiany ciśnienia, a teraz wiemy, że są wrażliwe na kierunek padania promieni słonecznych – powiedział dr Steven Reppert. Badacze podejrzewają, że podobną rolę jak u motyli czułki spełniają u mrówek i pszczół.