Цивилизация
Список тех, кто жизненно нуждается в звездах, ограничивался до недавнего времени лишь птицами да тюленями, использующими свет звезд для ориентирования. Между тем список существ, ориентирующихся по звездам (конечно, не по отдельным ярким звездам, а по их наиболее крупным и ярким скоплениям), пополнился наконец-то первым насекомым — жуком-скарабеем, использующим свет Млечного Пути, чтобы, не петляя и правильно сориентировавшись, как можно быстрей и по оптимальной траектории откатить подальше от навозной кучи свой «аппетитный» шарик, который могут отнять более расторопные жуки-соперники.
Способность скарабеев уверенно катить по прямой навозный шар в почти полной темноте — при безлунном и ясном небе — навела группу шведских и южноафриканских биологов на мысль, что в качестве ориентира эти жуки используют свет звезд.
Для проверки этой гипотезы был сооружен круглый манеж с посыпанным песком ровным полом диаметром 3 м и снабженный барьером высотой 1 м. Чтобы определить, как ориентируются жуки (опыты ставились над Scarabaeus satyrus) при наличии и отсутствии звезд, верхнее поле обзора, доступное для скарабея, прикрыли крошечным картонным козырьком, оставляющим переднее поле полностью открытым (см. фото).
Все передвижения жуков, выпущенных с шариками навоза в центре полигона, фиксировались на видео, далее подсчитывалось пройденное ими расстояние.
Длина самого короткого маршрута до барьера была равна радиусу манежа — 150 см, но жуки с козырьками, чтобы достигнуть стенки, «накручивали» по полигону в среднем 476 см, а без козырьков намного меньше — 207 см. Чтобы исключить какое-либо дополнительное влияние артефактов на поведение насекомых, были изготовлены прозрачные пластиковые копии козырьков того же размера, веса и формы, что и непрозрачные картонные. Однако разницы в поведении жуков обнаружено не было, то есть скарабеи действительно двигались по-разному в зависимости от того, было им видно ночное небо, усыпанное звездами, или нет.
Впрочем, результаты этого эксперименты были расценены как предварительные.
В следующем опыте все возможные дополнительные раздражители и ориентиры, которые могли влиять на поведение скарабеев, были сведены к минимуму: манеж диаметром 2 м был приподнят над землей так, чтобы жуки не могли рассмотреть кроны окружающих деревьев, и обнесен барьером, обитым черной тканью. Песок удалили, оставив чистый ровный деревянный пол. Наблюдатели и видеокамеры, которые могли дезориентировать навозников, также были удалены, так как на этот раз подсчитывалось не расстояние, пройденное жуком, а скорость его передвижения: скарабеев с шариками выпускали со специальной платформы, выдвигаемой в центре манежа, а по стуку жука о дно сделанной по периметру канавки фиксировали время, которое требовалось насекомым, чтобы пробежать дистанцию.
Сначала, произведя контрольные наблюдения в разных режимах (с козырьками, без, в полной темноте), исследователи удостоверились, что время, затраченное на преодоление дистанции от центра к краю, зависит именно от траектории движения жука, а не от разной прыти отдельных скарабеев (скорость их передвижения оказалась примерно одинаковой).
Дальнейшие измерения показали, что при полной Луне жукам требовалось в среднем 21,4 сек. (плюс-минус 4 сек.), чтобы покинуть полигон. В безлунную звездную ночь жуки передвигались уже менее уверенно, и это значение составило 40 сек. (плюс-минус 15 сек.). А вот когда на жуков надели козырек, застилающий ночное звездное небо, они начинали петлять чаще, что увеличило время пробежки до 124 сек. (плюс-минус 30 сек.). Примерно такое же значение было получено, когда манеж закрыли крышкой — 117 сек. (плюс-минус 28 сек.). Таким образом, второй, более тщательный, эксперимент подтвердил предположение, что навозники могут использовать свет звезд для ориентирования.
Но что именно служит для скарабеев ориентиром на усыпанном звездами ночном небе?
На этот вопрос ответила заключительная стадия эксперимента, переместившегося вместе с манежем, жуками, навозными шариками и биологами в городской планетарий Йоханнесбурга (ЮАР).
На 18-метровой купол этого планетария проецируется примерно четыре тысячи звезд и отдельно — как бледные пятна света — изображение Млечного Пути. Поведение навозников в этом храме науки было исследовано в различных режимах звездного неба: 1) полном, когда на куполе высвечивались все звезды и Млечный Путь; 2) когда высвечивался только Млечный Путь; 3) когда высвечивались все звезды, за исключением 18 самых ярких; 4) когда высвечивались только 18 ярких звезд; 5) когда «небо» было полностью темным.
Замеры показали, что жукам требовалось одинаковое время, в среднем 53 сек. (плюс-минус 12 сек.), чтобы покинуть манеж, вне зависимости от того, видели они звездное небо с Млечным Путем или только изображение Млечного Пути.
По мнению экспериментаторов, это говорит о том, что в безлунные ночи скарабеи действительно могут ориентироваться по его свету.
При выключенном наложенном изображении Млечного Пути, когда его форма угадывалась лишь по несколько большей концентрации звезд на этом участке неба, жукам требовалось чуть больше времени, чтобы докатить шарик из навоза до границы полигона — 65,2 сек. (плюс-минус 12 сек.). Как видим, данный показатель несильно отличается от режима «полное звездное небо с Млечным Путем», хотя дополнительная бледная «подсветка» Млечного Пути способствует, по всей видимости, лучшей ориентации навозников в пространстве. А вот когда проекция ограничивалась только самыми яркими звездами, время странствий скарабеев увеличивалось до 81 сек. (плюс-минус 14 сек.) и до 120 сек. (плюс-минус 25 сек.) — в полной темноте. Это, по мнению авторов статьи в Current Biology, описывающей ход эксперимента, окончательно подтверждает, что именно свет Млечного Пути помогает жукам ориентироваться безлунными ясными ночами, катя под звездным небом свой навозный шарик.
Окончательную точку в эксперименте, расширившем список существ, которые нуждаются в том, чтобы на небе зажигались звезды, еще на одну позицию, поставил финальный опыт над замбийским скарабеем (Scarabeus zambesianus), который, прекрасно ориентируясь по летним звездам, в октябре (когда Млечный Путь находился уже слишком низко над горизонтом) перестал катить навозный шарик по прямой траектории и стал петлять.
«Это еще раз доказывает, что в периоды хорошей видимости Млечного Пути его свет помогает навозным жукам ориентироваться в безлунные ночи», — резюмируют авторы статьи.