Djur kopplar på reservkompassen när solen står högt
För första gången kan forskare bevisa att ett djur använder olika riktningsgivare för att uppnå högsta möjliga precision i sitt vägval vid olika förhållanden. När det är mulet eller då solen står som högst tar dyngbaggarna ut riktningen med hjälp av vinden.
Det är ett internationellt forskarlag bestående av biologer i Sverige och Sydafrika som har upptäckt dyngbaggarnas vindkompass och hur den kompletterar solen som vägvisare.
– Det här är den första studien som visar hur en biologisk kompass hos ett djur på ett flexibelt sätt integrerar olika riktningsgivare, i det här fallet vind och sol. Allt för att hela tiden uppnå så hög precision som möjligt, säger Marie Dacke, professor i sinnesbiologi vid Lunds universitet och ledare för forskarlaget.
Dyngbaggarna kan inte använda solen som riktningsgivare när det är mulet eller när solen under några timmar mitt på dagen står högre än 75 grader över horisonten. När den en stund senare står lite lägre igen stänger de av vindkompassen och förlitar sig återigen på solen.
Vinden visade vägen när solen stod högt
I den aktuella studien har forskarna undersökt dyngbaggarna såväl i fält som i laboratorium. Med hjälp av fläktar har de skapat vind och kunnat välja vindriktning. Solens position på himlen har de ändrat genom att använda en spegel. Experimenten visar att när solen står lågt och medelhögt svarar dyngbaggarna med att själva ändra riktning med 180 grader om solens position ändras 180 grader.
Dyngbaggarna påverkades emellertid inte när forskarna ändrade vindriktningen med 180 grader samtidigt som solen stod lågt eller medelhögt.
När solen stod högt, mer än 75 grader över horisonten, så var förhållandet det omvända. Då var det vinden som visade vägen så att insekterna fortsatte i samma riktning som då solen stod lägre.
Resultaten visar att riktningsinformation kan överföras från vindkompassen till solkompassen och vice versa. På så vis kan dyngbaggarna fortsätta i en riktning då en av kompasserna tas ur bruk. Sensorerna som registrerar vindriktning finns på insektens antenner.
Insekternas kompass fungerar i alla förhållanden
– Insektshjärnan är absolut inte förprogrammerad att följa enkla regler. Tvärtom kan vi visa att så pass små hjärnor fungerar utifrån mycket dynamiska principer som anpassas efter de förhållanden som råder för stunden, säger Marie Dacke.
Forskarna har tidigare visat att dyngbaggarna nattetid navigerar efter Vintergatan och polariserat månsken när de rullar sina dyngbollar i en rät linje. Tillsammans med resultaten från den nya studien visar de att insektens kompass fungerar vilken tid på dygnet som helst och sannolikt under vilka förhållanden som helst.
– Nu ska vi gå vidare och undersöka om de använder sig av vinden även på natten. En annan sak vi är nyfikna på är vad som styr dem om det är både vindstilla och mulet, berättar Marie Dacke.
Små hjärnor som hanterar stora mängder information
Målet med forskningen är att fullt ut förstå hur mycket små hjärnor hanterar stora mängder information för att kunna fatta ett relevant beslut: Är det dags att svänga vänster eller höger eller fortsätta rakt fram?
Marie Dacke räknar med att resultaten kommer till direkt nytta inom några år. Användningsområdet är robotutveckling och artificiell intelligens (AI). På samma sätt som dyngbaggar måste robotar ta hänsyn till stora mängder information för att styra nästa handling.
– Utvecklingen inom AI går rasande fort och en del av min forskning syftar direkt mot att skapa en modell över hur nätverk fungerar för att integrera information på ett smart sätt, säger hon.
Vetenskaplig artikel:
Multimodal cue integration in the dung beetle compass, Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS.
Kontakt:
Marie Dacke, professor sinnesbiologi, Biologiska institutionen, Lunds universitet, marie.dacke@biol.lu.se
