Kiedy zwierzęta dzienne wyruszają na żer, nawigują dzięki słońcu, korzystając z tak zwanego kompasu słonecznego. Pszczoły, mrówki i motyle monarchowie nieustannie korygują kurs ze względu na stały, przewidywalny ruch słońca po niebie. Księżyc jest jednak znacznie mniej niezawodnym przewodnikiem – czas jego wschodu, jasność i łuk, po którym się porusza, zmieniają się drastycznie z nocy na noc. Ta zmienność czyni go o wiele trudniejszą wskazówką do precyzyjnej nawigacji.
Mimo to mrówka z gatunku Myrmecia midas jest stworzeniem nocnym. Opuszcza gniazdo i przemierza zaciemnione siedliska leśne, podróżując samotnie na odległość do 25 metrów od domu, bez śladu zapachowego, który prowadziłby ją z powrotem. A jednak owady te trafiają do domu. Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie „Current Biology” pokazuje, że posługują się one księżycem jako kompasem nawigacyjnym i potrafią przewidzieć, gdzie się on znajdzie, nawet gdy go nie widzą.
Dlaczego tradycyjne teorie okazały się błędne?
Profesor Cody Freas z Uniwersytetu w Tuluzie we Francji, współautor badania, podkreśla skalę trudności. Jak powiedział, „księżyc jest niezwykle zmienny zarówno w skali różnych nocy, jak i w trakcie jednej nocy”, więc mrówki nie mogą polegać na niczym, co widziały poprzedniej nocy. To właśnie ta nieprzewidywalność czyni odkrycie tak intrygującym.
Gdy Freas zaczął badać te mrówki, zauważył, że opuszczały gniazdo o zmierzchu, kiedy na niebie wciąż było światło słoneczne. Tradycyjna teoria głosi, że mrówki wracają do gniazda rano, nie potrzebując do nawigacji żadnych wskazówek poza słońcem. Zespół odkrył jednak, że owady te wracają przez całą noc.
Sam badacz nie kryje, że wynik go zaskoczył. „To, co odkryliśmy, jest dość dziwne” – przyznał Freas. Jak dodał, „sposób, w jaki korzystają z tych wskazówek, dał nam do myślenia, że być może używają samego księżyca jako punktu odniesienia dla kompasu”.
CYNICZNYM OKIEM: Człowiek przez dekady zakładał, że mrówka idzie spać o zmierzchu jak grzeczne dziecko. Owad tymczasem maszerował nocą, kpiąc z wygodnych teorii pisanych przy biurkowej lampie.
Aby zbadać mechanizm, naukowcy schwytali kilka mrówek po tym, jak przebyły od 10 do 25 metrów od gniazda. Mrówki z grupy kontrolnej przetrzymywano w szklanych fiolkach, co zapewniało im widoczność nocnego nieba, podczas gdy mrówki eksperymentalne zamknięto w całkowitej ciemności wewnątrz pudełka. Kilka godzin później każdą z nich wypuszczono w nieznanym miejscu, około 200 metrów od gniazda.
W trakcie odosobnienia księżyc zdążył przyspieszyć lub zwolnić. Mrówki pozbawione widoku nieba konsekwentnie zbaczały z kursu w przewidywalnym kierunku, notorycznie nie doceniając tego, jak bardzo księżyc się przesunął. Zachowywały się tak, jakby wciąż poruszał się on z prędkością, którą zaobserwowały jako ostatnią.
Inaczej zachowywała się grupa kontrolna. Mrówki, które przez cały czas miały widok na niebo, zorientowały się dokładnie w kierunku swojego gniazda. Freas wyjaśnił to zmiennością księżyca w czasie i opisał stosowany przez owady mechanizm.
Jak zaznaczył badacz, „sądzimy, że one stosują mechanizm krótkoterminowy, polegający na tym, że mają ogólne pojęcie, gdzie księżyc powinien znajdować się w czasie, w oparciu o swój rytm dobowy”. Muszą jednak polegać na tym, co zapamiętały z ostatniego spojrzenia w niebo.
Jak owady radzą sobie z „prędkościowym krokiem”?
Księżyc nie porusza się ze stałą prędkością, lecz jest znacznie wolniejszy, gdy wschodzi i zachodzi na zachodzie. W miejscu, w którym przesuwa się ze wschodniego nieba na zachodnie, jego przyspieszenie jest duże – ten krótki okres szybkiego ruchu autorzy nazwali „prędkościowym krokiem”. Zespół chciał ustalić, czy mrówki mają wewnętrzny model tego ruchu, czy zakładają stałą prędkość przez całą noc.
By to sprawdzić, naukowcy zebrali mrówki z trzech różnych gniazd i wypuszczali ich grupy albo w trakcie „prędkościowego kroku”, albo już po jego zakończeniu. Mrówki wypuszczone w trakcie tego etapu popełniały błędy nawigacyjne zgodne z liniową ekstrapolacją, dokładnie tak, jak przewidywano. Te wypuszczone po jego minięciu odzyskiwały jednak dokładność i prawidłowo orientowały się w kierunku domu.
Freas uznaje ten moment za szczególnie trudny dla owada. Jak stwierdził, „najbardziej zaskakujące jest to, że potrafią one przewidzieć ten krok, ale z opóźnieniem”. Mrówki rejestrują więc zmianę tempa, lecz reagują na nią z pewną zwłoką.
Owady nie polegają zresztą wyłącznie na jednym źródle informacji. Gdy wskazówki księżycowe są zniekształcone, na przykład w pochmurne noce, lub całkiem nieobecne, mrówki korzystają również z punktów orientacyjnych. Kiedy księżyc jest widoczny, mogą czerpać jednocześnie z niego i z innych wskazówek.
Ta nadmiarowość systemów okazuje się kluczem do przetrwania. Jak podsumował Freas, „mają wiele systemów działających jednocześnie”.
CYNICZNYM OKIEM: Mrówka dla pewności trzyma kilka niezależnych systemów nawigacji naraz. Człowiek gubi się z trzema satelitami nad głową, gdy tylko padnie mu bateria w telefonie.
Owad zabezpiecza się więc na wypadek, gdyby jeden z mechanizmów pewnej nocy zawiódł. Jak zauważył badacz, dobrze jest dysponować kilkoma działającymi systemami, niezależnie od tego, czy przewróci się grupa drzew zasłaniających punkty orientacyjne, czy stanie się coś zupełnie innego. W ten sposób maleńka Myrmecia midas godzi najbardziej kapryśną wskazówkę nocnego nieba z pamięcią własnego rytmu dobowego, by za każdym razem odnaleźć drogę do gniazda.
