Nyt studie afslører, at den australske bogong-natsværmer bruger stjerner, Mælkevejen og Jordens magnetfelt til at finde vej. Den bliver dermed det første kendte, hvirvelløse dyr, der bruger stjernekompas til at tilbagelægge store afstande.
Hvert forår bryder Australiens ikoniske bogong-natsvèrmere op fra de steder i det sydøstlige Australien, hvor de er kommet til verden og sètter kursen mod en ganske specifik destination, hvor de aldrig har vèret før: nogle mørke og kølige sprèkker og huler i Sydaustraliens Snowy Mountains.
Her tilbringer de sommermånederne, inden de om efteråret flyver tilbage for at formere sig og dø. Når foråret kommer, gentager det hele sig. Hver gang begiver ca. fire millioner bogong-natsvèrmere sig ud på den op til 1000 km lange rejse.
I et nyt studie, publiceret i Nature , viser et internationalt forskerhold, at bogong-natsvèrmerne bruger stjernebilleder og Mèlkevejen til at navigere, når de tilbagelègger de mange hundrede kilometer under deres årlige migration. Dermed bliver de det første kendte hvirvelløse dyr, der benytter sig af et stjernekompas til langdistancerejser.
Hjernen vejer ikke mere end et knappenålshoved
Forskerne er fra universitetet i Lund i Sverige, Australian National University, University of South Australia og Syddansk Universitet, hvorfra postdoc Jingjing Xu fra Institut for Biokemi og Molekylèr Biologi har deltaget. Hun forsker også i, hvordan den europèiske sangfugl, rødhalsen, finder vej mellem Danmark og Afrika ved hjèlp af et magnetisk kompas.
- Bogong-natsvèrmeren er et lille insekt med en hjerne, der er lettere end et knappenålshoved. Sí hvordan kan den navigere sí nøjagtigt om natten, når den begiver sig afsted mod et mål, hvor den aldrig har vèret før? Det er jeg fascineret af, siger hun og tilføjer:
- Nattehimlen over Australiens Snowy Mountains var enorm og simpelthen betagende. Da jeg stod der og kiggede op, blev jeg overvèldet, og i det øjeblik gav det hele mening: hvorfor skulle insekter ikke kunne navigere efter stjernerne under en sí klar og strålende Mèlkevej?
Iflg. forskerne har det lènge vèret kendt, at nogle fugle og endda mennesker kan bruge stjernerne til at navigere over lange afstande.
- Men det er første gang, at evnen påvises i et insekt, siger en af studiets ledende forskere, professor i zoologi ved Lunds Universitet, Eric Warrant, i en fèlles pressemeddelelse.
For at finde ud af, hvordan bogong-natsvèrmerne klarer den lange rejse uden at fare vild, satte forskerne en rèkke eksperimenter op. De brugte bl.a. avancerede flyvesimulatorer og hjernemålinger i kontrollerede, magnetisk neutrale omgivelser. De forskellige set-ups havde til formål at undersøge, hvordan natsvèrmerne orienterer sig under forskellige himmel-scenarier.
Når stjernerne er skjult af skyer
Når de blev prèsenteret for en naturlig stjernehimmel uden magnetfelt, fløj de konsekvent i den rigtige retning - det vil sige sydpå om foråret og nordpå om efteråret. Når stjernerne blev vendt 180 grader, vendte natsvèrmerne med. Men når stjernerne blev forvrènget, forsvandt deres orienteringsevne.
- Det beviser, at de ikke bare flyver mod det klareste lys eller følger et simpelt visuelt signal. De aflèser specifikke mønstre på nattehimlen for at bestemme en geografisk retning, ligesom trèkfugle gør, siger Eric Warrant.
Men hvad så, når stjernerne på himlen bliver skjult af skyer? Ja, sí holder natsvèrmerne retningen, og de gør det alene ved hjèlp af Jordens magnetfelt. De bruger altså en slags dobbelt kompassystem til at sikre pålidelig navigation.
Den neurologiske baggrund
Forskerholdet undersøgte den neurologiske baggrund for den trèfsikre navigation og fandt ud af, at der i natsvèrmernes hjerne findes nogle specialiserede celler, der registrerer placeringen af himlens stjerner. De celler sidder i de dele af hjernen, der styrer navigation, og de aktiveres kraftigst, når natsvèrmerne vender mod syd.
Jingjing Xu forsker også i rødhalsens navigations-evner. Her arbejder hun på at belyse, hvilke neurobiologiske og molekylère mekanismer, der bliver bragt i spil, når en rødkèlk navigerer efter sit indre magnetiske kompas.
I sin forskning har hun sammen med kolleger opdaget et helt sèrligt, magnetisk sensitivt protein, der hedder cryptochrome 4a. Det sidder i nethinden på rødkèlke, der trèkker om natten ( Xu et al., Nature 2021). I øjeblikket er Xu i gang med at udforske magneto-sensitive proteinnetvèrk i nethindens neuroner.
Måske også flagermus, fisk og myrer
Dette protein, mener forskerne, spiller en central rolle i fuglenes evne til at sanse Jordens magnetfelt. Processen antages at vère afhèngig af kvantemekaniske interaktioner, som forskerne kalder "the radical pair mechanism". Hvis forskerne har ret, er fugles magnetoreception et sjèldent og fascinerende eksempel på kvantebiologi i praksis.
Hvis evolutionen virkelig har skabt et kvantekompas i fugle, rejser det et spèndende spørgsmål: Kan andre dyr, der navigerer om natten, have et lignede system? Efter sit arbejde med fugle vil Xu nu gerne fortsètte med at udforske det.
I øjeblikket er dyr som flagermus, fisk, myrer og muldvarpegnavere ved at blive undersøgt for, om de har evnerne.
Nature-artiklen "Bogong moths use a stellar compass for long-distance navigation at night" er forfattet af David Dreyer (University of Lund), Andrea Adden (University of Lund, The Francis Crick Institute), Hui Chen (University of Lund, Nanjing Agricultural University), Barrie Frost (Queens University", Henrik Mouritsen (University of Oldenburg), Jingjing Xu (University of Oldenburg, University of Southern Denmark), Ken Green (Australian National University), Mary Whitehouse (Macquarie University), Javaan Chahl (University of South Australia), Jesse Wallace (University of Lund, Australian National University, CSIRO), Gao Hu (Nanjing Agricultural University), James Foster (University of Lund, University of Konstanz), Stanley Heinze (University of Lund), Eric Warrant (University of Lund, University of South Australia, Australian National University).
Arbejdet er støttet af EC, United States Department of Defense, Vetenskapsrådet (Swedish Research Council), Kungliga Fysiografiska Sällskapet i Lund (Royal Physiographic Society in Lund), DFD
Defence Science and Technology Organisation (DSTO), Canadian Network for Research and Innovation in Machining Technology, Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC Canadian Network for Research and Innovation in Machining Technology), Deutsche Forschungsgemeinschaft , Australian Government Research Training Program.
Jingjing Xu er postdoc i sektionen Biomedical Mass Spectrometry and Systems Biology på Institut for Biokemi og Molekylær Biologi. Hendes forskning i dyrs magnetiske sans er støttet af Lundbeck Fonden.
Gå til profil
