Her sonbaharda, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki hükümdar kelebekleri renkli kanatlarını Rio Grande'ye çevirir ve 2,000 milden fazla orta Meksika'nın nispi sıcaklığına göç eder.
Monarş nesiller tarafından içgüdüsel olarak tekrarlanan yolculuk, tek larva besin kaynağı - süt otu kaybı nedeniyle sayıları azalırken bile devam ediyor. Şimdi, bilim adamları, her sonbaharda uçmaları gereken güneybatı yönünü belirlemek için kullandıkları genetik kodlu pusula hükümdarlarının sırrını kırdıklarını düşünüyorlar.
Uygulamalı matematiğin ortak randevuları olan Washington Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Eli Shlizerman, “Pusulası, güney yönünü bulmak için, günün saatini ve güneşin ufuktaki konumunu - iki yön bilgisini birleştiriyor” diyor. elektrik mühendisliği bölümleri.
Monarch kelebeği, günün saatini ve güneşin gökyüzündeki yerini bütünleştirme kabiliyetinin doğası, önceki araştırmalardan bilinirken, bilim adamları, hükümdarın beyninin bu bilgiyi nasıl aldığını ve işlediğini asla anlamadılar. Araştırma için araştırmacılar nasıl bir model oluşturmak istediklerini hükümdarın pusulası beyninin içinde düzenlenir.
Shlizerman, “Hükümdarın bu sürekli davranışı sağlamak için bu farklı bilgi türlerini nasıl işlediğini anlamak istedik - her sonbaharda güneybatıya uçuyor” diyor.
Hükümdarlar güneşin gökyüzündeki konumunu izlemek için geniş, karmaşık gözlerini kullanırlar. Ancak güneşin konumu yön belirlemeye yetmiyor. Her kelebek, nereye gideceğini bilmek için bu bilgiyi günün saati ile birleştirmelidir. Neyse ki, insanlar dahil çoğu hayvan gibi, hükümdarlar, anahtar genlerin ritmik ifadesine dayanan bir iç saate sahiptir.
Bu saat günlük fizyoloji ve davranış şeklini koruyor. Monarch kelebeği üzerinde, saat antende ortalanmıştır ve bilgileri nöronlar aracılığıyla beyne gider.
Biyologlar daha önce, iç saati kontrol eden monarş antenlerinde ritmik kalıpları ve bileşik gözlerinin güneşin gökyüzündeki konumunu nasıl çözdüğünü araştırdılar. Dergide yayınlanan çalışma için Celi ReportsAraştırmacılar, monarşilerdeki anten sinirlerinden gelen sinyalleri, beyne saat bilgisini ve gözlerden gelen ışık bilgisini iletirken kaydetti.
En kısa rota en iyisi değil
Shlizerman, “Bu bilgiyi içeren bir model yarattık - antenlerin ve gözlerin bu bilgiyi beyne nasıl gönderdiğini” diyor. “Amacımız beyinde ne tür bir kontrol mekanizmasının çalışacağını modellemek ve daha sonra modelimizin güneybatı yönünde sürekli navigasyonu garanti edip edemeyeceğini sormaktı.”
Modellerinde, iki sinir mekanizması - bir engelleyici ve bir uyarıcı - antendeki saat genlerinden kontrol edilen sinyaller. Modelleri, güneşin gözlerden gelen sinyallere dayanarak konumunu ayırt etmek için benzer bir sisteme sahipti. Bu kontrol mekanizmaları arasındaki denge, hükümdar beyninin hangi yöne güneybatı olduğunu çözmesine yardımcı olacaktır.
Modellerine bağlı olarak, rota düzeltmeleri yapılırken hükümdarların rotaya geri dönmek için sadece en kısa dönüşü almadıkları da anlaşılmaktadır. Modelleri benzersiz bir özellik içerir - hükümdarın güneybatı yönünde başa mı sola döndüğünü kontrol edecek bir ayırma noktası.
Shlizerman, “Monarch kelebeklerin görsel alanındaki bu noktanın konumu gün boyunca değişiyor” diyor. “Ve bizim modelimiz hükümetin bu noktadan geçmeyeceğini ve güneybatıya doğru ilerlemek için bir rota düzeltmesi yaptığını tahmin ediyor” dedi.
Simülasyonlarına dayanarak, eğer bir hükümdar yolundaki rüzgâr ya da nesnenin rutubeti nedeniyle seyirden çıkarsa, hangi yöne ayırma noktasını geçmesini gerektirmeyecekse çevirir.
Araştırmacı modelinin hükümdar kelebek beyni anatomisi, fizyolojisi ve davranışı ile tutarlı olup olmadığını doğrulamak için ek araştırmalar yapılması gerekecektir. Şimdiye kadar, modellerinin ayrılma noktası gibi yönleri, gözlemlenen davranışlarla tutarlı görünüyor.
“Günün farklı zamanlarında hükümdarlarla yapılan deneylerde, kurs düzeltmelerindeki sıralarının alışılmadık derecede uzun, yavaş veya kıvrımlı olduğu durumlar görüyorsunuz” diyor Shlizerman. “Bunlar daha kısa bir dönüş yapamayacakları durumlar olabilir çünkü ayırma noktasını geçmeyi gerektirecektir.”
Modelleri aynı zamanda hükümdar kelebeklerinin ilkbaharda neden seyri tersine çevirebildiklerini ve kuzeydoğuya ABD ve Kanada'ya geri döndüklerini açıklayan basit bir açıklama sunuyor. Saat ve güneşin konumu hakkında bilgi ileten dört sinir mekanizmasının sadece yönünü değiştirmesi gerekir.
“Ve bu gerçekleştiğinde, pusulaları güneybatı yerine kuzeydoğuya işaret ediyor” diyor Shlizerman. “Bu kelebeklerin - nesilden nesile - bu olağanüstü göçü nasıl yaptıklarını açıklamak için basit ve sağlam bir sistem.”
Michigan Üniversitesi'nden Daniel Forger ve Massachusetts Üniversitesi'nden James Phillips-Portillo, Ulusal Bilim Vakfı ve Washington Araştırma Fonu tarafından finanse edilen çalışmanın ortak yazarlarıdır.
Kaynak: Washington Üniversitesi
{youtube}8Y073TkHVf0{/youtube}
İlgili Kitaplar
at InnerSelf Pazarı ve Amazon
