澳大利亚一种小飞蛾被发现能利用星星导航，还能感知地球磁场，可飞行1000公里

据美媒6月20日报道，一项新研究发现，澳大利亚有一种微小物种每年都会在夜间进行长达1000公里的艰苦迁徙，其完成这一壮举的方式此前仅在人类和候鸟身上有所发现。

博贡蛾为了躲避酷热，会在春季从澳大利亚东南部各地飞往澳大利亚阿尔卑斯山脉凉爽的洞穴，在那里蛰伏休眠。到了秋季，它们又会一路飞回原处交配并死去。研究人员在实验室中模拟了这一惊人旅程的环境条件，发现了飞蛾用于导航的关键工具：繁星点点的夜空。

“这是一种真正的导航行为。”瑞典隆德大学感觉生物学系主任、周三发表于《自然》杂志的这项研究的合著者埃里克·瓦兰特说道。“它们能够利用星辰作为指南针来确定特定的地理方向进行导航，这在无脊椎动物中尚属首次。”

星辰并非飞蛾到达目的地所使用的唯一导航线索。根据瓦兰特及其部分新研究同事此前开展的研究所发现的证据，它们还能感知地球磁场。通过使用这两种线索，飞蛾在任一系统出现故障时都有备用方案，例如出现磁异常或夜空多云的情况。

“凭借非常小的脑袋和非常小的神经系统，（飞蛾）能够利用两种相对复杂的线索，不仅能感知它们，还能利用它们来确定飞行方向。”瓦兰特补充道。

“我认为这进一步证实了一个日益增长的共识，即昆虫具有相当惊人的能力，是真正令人惊叹的生物。”

·测试飞蛾基于星辰的导航能力

博贡蛾，学名 Agrotis infusa，原产于澳大利亚，完全夜行，成虫翼展约5厘米。

“它们是一种非常不起眼的小棕色飞蛾，人们不一定能将其与其他小棕色飞蛾区分开来。”瓦兰特说。

尽管博贡蛾通常以数十亿只的数量进行迁徙，但近年来其数量锐减，目前该物种已濒危，被列入国际自然保护联盟的濒危物种红色名录。大约五年前，瓦兰特发现这些昆虫能够感知地球磁场，他说他怀疑它们可能也会利用视觉线索辅助导航。

为了验证这一理论，来自澳大利亚的瓦兰特与同事在自己位于澳大利亚阿尔卑斯山脉飞蛾最终目的地以北约150 公里的家中设立了一个实验室。

“我们用灯光陷阱捕捉飞蛾，将它们带回实验室，然后在它们的背上粘上一根由钨制成的非常细的杆子，钨是非磁性材料。粘好之后，你就可以用手指捏住这根小杆子，飞蛾就会在杆子的末端奋力飞行。”他说。

随后，研究人员将这根杆子与另一根同样由钨制成但更长的杆子相连，让每只飞蛾都能向任意方向飞行，同时光学传感器每五秒检测一次昆虫相对于正北方向的飞行方向。

实验在一个封闭的圆柱形“飞蛾竞技场”中进行，竞技场顶部投射出澳大利亚南部夜空的图像，完全复制了实验当天和当时实验室外的真实夜空景象。

“我们发现，一只又一只的飞蛾都朝着它们与生俱来的迁徙方向飞行。”瓦兰特说。“换句话说，它们飞行的方向是它们在春季到达洞穴应该飞的方向，对于我们捕捉的飞蛾来说，这个方向是向南；而在秋季，它们要离开洞穴，方向则是向北，这非常有趣。”

至关重要的是，通过一种名为亥姆霍兹线圈的装置，研究人员消除了竞技场中地球磁场的影响，创造了一个“磁场真空”环境，这样飞蛾就只能依靠视觉线索了。

“飞蛾无法依靠地球磁场来完成这项任务。”瓦兰特说。“它们只能依靠星辰。而它们确实做到了。”

·惊人的旅程

此次行为实验共捕捉了约400只飞蛾，实验结束后均安全放生。研究人员还采集了约 50 只飞蛾的小样本，试图了解它们用于导航的神经机制，这需要将电极插入飞蛾大脑，最终导致飞蛾死亡。

“小飞蛾看不到很多星星，因为它的眼睛瞳孔在夜间只有我们人类瞳孔宽度的约十分之一。”瓦兰特说。“但事实证明，由于眼睛的光学特性，它们能比我们明亮 15 倍地看到那个昏暗的夜间世界，这太神奇了，因为它们能更清晰地看到银河。”

瓦兰特表示，他认为这些昆虫是利用这种增强的亮度作为视觉指南针来保持正确飞行方向的。

瓦兰特称，除了鸟类和人类，只有另外两种动物以类似方式导航，但与飞蛾存在关键差异。北美帝王蝶也会利用单一星辰作为指南针进行长距离迁徙，但那颗星辰是太阳，因为这种昆虫只在白天飞行。还有一些蜣螂会利用银河在夜间辨别方向，但只是为了在短距离内走直线，这与飞蛾前往特定目的地的长途旅程无法相提并论。

博贡蛾的技能之所以更加非凡，是因为这种昆虫一生只进行一次这样的迁徙，所以其导航能力必定是与生俱来的。

“它们的父母三个月前就已经去世了，所以没人教它们该往哪儿飞。”瓦兰特说。“它们在春季从澳大利亚东南部某个偏远地区的土壤中钻出来，就简单地知道该往哪儿飞。这简直太神奇了。”

·“仍有许多问题有待解答”

英国埃克塞特大学生态与保护中心的副教授杰森·查普曼表示，瓦兰特及其同事不仅在迁徙昆虫中发现了一种全新的指南针机制，还开辟了一条令人兴奋的研究途径，因为关于飞蛾如何感知和使用其星辰指南针提供的信息，仍有许多问题有待解答。查普曼并未参与这项新研究。

“仍有许多问题有待解答。”他通过电子邮件补充道，“例如，博贡蛾如何感知这些信息，它们如何利用这些信息确定夜间和不同季节的适宜飞行方向，它们如何整合星辰指南针和磁场指南针，以及这些机制在其他迁徙飞蛾和其他夜行昆虫中可能（或不可能）有多普遍。”

英国约克大学生态学教授简·希尔也未参与这项研究，她表示，这些发现确实令人兴奋，增进了科学家对昆虫跨越大陆进行远距离迁徙方式的认识。

“尽管夜空中星星的位置每晚都在变化，但它们仍能朝着正确的方向飞行。”她说。“这种昆虫迁徙的壮举更加惊人，因为每年迁徙的都是不同代的飞蛾，而且没有上一代飞蛾为它们引路。”

（原文标题：Scientists say a tiny brown moth navigates 600 miles using stars — just like humans and birds）