不知道怎麼記路?向螳螂蝦學習學習吧

摘要:美國馬里蘭大學巴爾的摩分校(UMBC)的博士研究生Rickesh Patel發現,螳螂蝦能依靠太陽、偏振光和內部線索回到洞穴,該研究發表在《當代生物學》雜誌上。

不知道怎麼記路?向螳螂蝦學習學習吧

正文:

螳螂蝦因其強健有力的前肢、非同尋常的眼睛和豔麗的外骨骼而聞名。近日,美國馬里蘭大學巴爾的摩分校(UMBC)的博士研究生Rickesh Patel發現,除了以上特點,螳螂蝦還能依靠太陽、偏振光和內部線索回到洞穴。相關論文發表在《當代生物學》雜誌上。

Patel說:“螳螂蝦會在發現你後轉身直奔避難所。我很好奇這種小動物是如何找到回家的路的。”

為回答這個問題, Patel首先要找到一種可以用來測試螳螂蝦如何導航的行為指標。為此,他創造了一個人工環境——在沙子裡埋了一根PVC管作為洞道,然後將食物放在離洞穴很遠的地方。實驗中,躲藏在人工洞道中的螳螂蝦會離開洞穴,蜿蜒前行,拿到食物,然後徑直回到洞穴中。

根據最初的觀察,Patel假設螳螂蝦使用了一種被稱作路徑整合的內部過程來找到回家的路。換句話說,它們在某種程度上能夠追蹤自己與洞穴的距離和朝向。隨後,Patel建造了八個更大的人工環境用於實驗,每個直徑約1.5米。他探索的第一個問題是:螳螂蝦究竟是利用內部還是外部線索找到回家的路的。

為了驗證這一點,Patel設計了一個裝置,迫使動物在獲得食物後旋轉180度。如果它是利用外部線索來記住離家的距離和方向的,就仍然會朝著正確的方向前進。如果它利用的是內部線索,即自己身體的朝向,就會朝相反的方向前進。結果顯示,在第一輪試驗中,動物們始終朝著相反的方向前進。

Patel說:“這現象很酷,但它沒有太大的意義,因為內部指南針提供的線索遠不如環境線索準確。”他突然想到,做這些實驗的時候恰好是陰天,動物無法看見太陽。而後來在晴朗條件下做實驗,就發現螳螂蝦會在獲得食物後直接回到巢穴中。Patel意識到,他的實驗完美地展示了動物使用線索的層次結構。他們首先使用外部線索,若外部線索缺失,就會使用內部線索。

這是一系列開創性實驗的開始。之後,當Patel用一面鏡子欺騙螳螂蝦,令其誤以為太陽在相反方向時,它們就會走錯方向,這表明它們把太陽作為主要的線索。在多雲條件下,它們轉而利用偏振光作為導航線索。當天空被完全遮住時,他們又恢復了內部導航系統。

科界原創 編譯:燈絲 審稿:alone 責編: 張夢

期刊來源:《當代生物學》

期刊編號:0960-9822

原文鏈接:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/uomb-hdm040820.php

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