Каждый год миллиарды ночных бабочек совершают огромные миграции, преодолевая целые континенты. До недавнего времени оставалось загадкой, как именно насекомые ориентируются в полной темноте. Новое исследование показало, что один из самых опасных сельскохозяйственных вредителей — совка Spodoptera frugiperda — использует сложную систему навигации, объединяющую магнитное поле Земли и визуальные ориентиры.
Работа опубликована в научном журнале eLife. Исследование проводили учёные Нанкинского сельскохозяйственного университета (Nanjing Agricultural University).
Внутренний «компас» насекомых
Падальная совка (fall armyworm) — один из самых агрессивных вредителей сельского хозяйства. Она способна мигрировать на тысячи километров, распространяясь по Северной Америке, Европе и Азии.
Учёные выяснили, что для навигации насекомые используют мультисенсорную систему, которая объединяет:
- геомагнитные сигналы (магнитное поле Земли)
- визуальные ориентиры (горизонт, контрастные объекты).
Такая комбинация помогает поддерживать стабильное направление полёта на протяжении длительных миграций.
Кстати, ранее исследователи уже обсуждали влияние биологических структур на здоровье человека — например, в материале о том, почему пористая структура хряща может быть причиной болей в пояснице.
Эксперимент с «виртуальным небом»
Чтобы понять, как именно мотыльки ориентируются в пространстве, учёные разработали виртуальный симулятор полёта.
Насекомых помещали в цилиндрическую установку, где:
- создавался искусственный горизонт
- размещался визуальный ориентир
- магнитное поле контролировалось системой катушек Гельмгольца.
Это позволило менять направление магнитного поля и наблюдать, как меняется ориентация насекомых.
Зрение — главный ориентир
Эксперимент показал неожиданную деталь.
В краткосрочной перспективе визуальные сигналы оказываются важнее магнитных.
Когда магнитное поле искусственно разворачивали на 180 градусов, мотыльки ещё около пяти минут продолжали лететь в прежнем направлении, ориентируясь на визуальные ориентиры.
Однако затем насекомые начинали терять ориентацию — их мозгу требовалось время, чтобы «обнаружить конфликт» между двумя сигналами.
Если же убрать визуальные ориентиры, мотыльки практически сразу теряли устойчивость полёта.
Почему это важно для сельского хозяйства
Совка Spodoptera frugiperda считается одним из самых разрушительных сельскохозяйственных вредителей в мире. Она уничтожает:
- кукурузу
- рис
- сорго
- другие зерновые культуры.
Понимание того, как именно насекомые ориентируются, может помочь разработать новые методы борьбы с вредителями.
Например:
- использование световых ловушек
- искусственные магнитные помехи
- прогнозирование маршрутов миграции.
Сложная система навигации
Ранее похожий механизм был обнаружен у австралийской бабочки Bogong moth, которая использует:
- магнитное поле
- звёздное небо
- визуальные ориентиры.
Однако эта бабочка летит в строго определённую точку, тогда как совка перемещается между широкими климатическими зонами. Несмотря на это, её навигационная система также оказалась очень точной.
Что показало исследование
Учёные пришли к выводу, что ночные мигрирующие насекомые используют комбинированную систему ориентации, где:
- магнитное поле задаёт долгосрочное направление
- зрение обеспечивает стабильность полёта.
По словам авторов работы, понимание этой системы открывает новые возможности для исследования миграции насекомых и контроля инвазивных видов.
Источник
“Geomagnetic and visual cues guide seasonal migratory orientation in the nocturnal fall armyworm, the world’s most invasive insect” by Yi-Bo Ma, Gui-Jun Wan, Yi Ji, Hui Chen, Bo-Ya Gao, Dai-Hong Yu, Eric J. Warrant, Yan Wu, Jason W. Chapman, and Gao Hu. eLife
DOI:10.7554/eLife.109098.2
