Wir haben endlich gelöst, das Geheimnis der Navigationsverhalten Monarchfalter Tausende von Meilen

Jedes Jahr begibt sich die wandernde Monarchfalter auf eine außergewöhnliche Reise vom östlichen Nordamerika in Zentralmexiko. Ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern hat nun eine Modell-Schaltung erstellt, die schließlich erklärt, wie diese Insekten sind in der Lage, über so weiten Strecken zu navigieren.

Migrieren von östlichen nordamerikanischen Monarchen haben einen inneren Kompass, die Armaturen in der Position der Sonne, die Schmetterlinge zu eine stetige nordwestlichen Flugbahn beizubehalten. Wissenschaftler haben über dieses seit Jahren bekannt, aber sie hatten keine Ahnung, wie diese Signale in der Schmetterling Gehirn vertreten sind, und wie diese Informationen – wie die Position der Sonne im Verhältnis zu dem Horizont und die Tageszeit — werden verarbeitet, um die Flugsteuerung produzieren. Neue Forschungsergebnisse von der University of Washington zeigt, dass Monarchen sind ausgestattet mit "zelluläre Schaltungen", die dieser biologischen Kompass fahren.

Um zu verstehen, wie dieses Navigationssystem im Monarch Gehirn funktioniert, nahm ein Team unter der Leitung von Eli Shlizerman ihr Wissen über Monarch Physiologie und Neurologie, und sie es in eine Modell-Schaltung emuliert. Die Forscher wollten zu verstehen, welche Art von mathematischen Voodoo in der Schmetterling Gehirn geht, die es den eingehenden Datenstrom in ein sinnvolles Signal umwandeln, die konsequent das Insekt in die richtige Richtung sendet ermöglicht.

Monarchen sind mit großen, komplexen Augen ausgestattet, die die Position der Sonne am Himmel zu scannen. Aber das ist nicht genug, um die Richtung zu bestimmen; Diese Fehler müssen auch die Uhrzeit wissen. Um das herauszufinden, haben Monarchen eine interne Uhr, angetrieben durch den rhythmischen Ausdruck Schlüsselgene entwickelt. Diese "Uhr" befindet sich in den Antennen, und es sendet diese wertvollen Informationen über Neuronen des Gehirns.

Mit Hilfe der Biologe Steven Reppert an der University of Massachusetts konnten die Wissenschaftler diese Signale aufzeichnen, wie sie im Gehirn, sowie die Sonnenlicht-Signale von den Augen erfassten übermittelt wurden.

"Wir haben ein Modell, das diese Informationen aufgenommen – wie die Antennen und Augen diese Informationen an das Gehirn senden" Shlizerman sagte in einer Erklärung. "Unser Ziel war es, welche Art von Kontrollmechanismus wäre bei der Arbeit innerhalb des Gehirns, und dann gefragt, ob unser Modell nachhaltigen Navigation in der südwestlichen Richtung garantieren könnte zu modellieren."

Das resultierende Modell bestand aus zwei Kontrollmechanismen, um die Tageszeit zu überwachen und zu überwachen, die Position der Sonne.

"Die Schaltung bekommt diese beiden Signale dann gleicht diese, laut wie es verkabelt ist, um Signale zu kontrollieren, die das System, wenn eine Korrektur erforderlich ist, um auf den richtigen Kurs zu bleiben," Shlizerman sagte der BBC. "Es zeigt, wie Verhalten durch die Integration von Signalen erzeugt wird." Das System geht einfach in umgekehrter Reihenfolge, mit der Heimreise zu helfen.

In Zukunft könnte dieses Modell Schaltung in einen Roboter Schmetterling oder andere Roboter Insekten installiert werden. Diese hypothetische mechanischen Brüder konnten Monarchen auf ihrer jährlichen Reise zu folgen und verfolgen ihre gesamte Migration, sagen die Forscher. Ein solches Projekt könnte gehen einen langen Weg bei der Unterstützung dieser Spezies, die erheblichen Bevölkerungsrückgang in den letzten Jahren gelitten hat.