Teadlased lahendavad müsteeriumi, miks lendavad putukad kunstliku valguse kätte kogunevad – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-3.jpg" data-caption="Putukate lennu jälgimine Aafrika kuuliblikas on Londoni Imperial College'i Neuromechanics & Bioinspired Technologies (NBIT) laboris UV-aktiinitoru valguse ümber lennates lõksus. (Viisakalt: Thomas Angus)”>

Me kõik oleme seda kogenud. Istud väljas – võib-olla laternaga telkides, võib-olla aias lõõgastumas või isegi taskulambiga koju jalutamas – ja siis äkki kogunevad valguse ümber putukate parved. See on nähtus, mida on nähtud juba aastaid, ja lähenemine, mida on putukate püüdmiseks kasutatud juba Rooma ajast. Kuid siiani pole põhjust, miks putukad seda käitumist üles näitavad, teadlased kõrvale hiilinud.

Sam Fabian Londoni Imperial College'ist, Yash Sondhi Florida rahvusvahelisest ülikoolist ja nende laiemad uurimisrühmad on nüüd selle mõistatuse lahendanud. Küsimusele, miks see nii kaua aega võttis, nõustuvad Fabian ja Sondhi, et „kiiresti liikuvate loomade jälgimisel on olnud tehnilisi raskusi, eriti öösel”.

"Toakärbes lendab sadu kehapikkusi sekundis. Oma suuruse kohta on see suurusjärgu võrra rohkem kui kiireimad hävitajad,” ütleb Fabian. "Mingil määral oli see veendumus, et see oli nii raske küsimus, et sellele ei olnud palju mõtet vastata, sest nii paljud inimesed olid proovinud ja eksinud," lisab Sondhi.

On välja pakutud palju teooriaid selle kohta, kuidas ja miks putukad kunstliku valguse ümber kogunevad ja sinna jäävad, alates taevakompassina toimivast Kuust kuni sisekesi ligitõmbava soojuskiirguseni kuni kunstliku valguse poolt nende silmade pimestamiseni. Sondhi aga räägib Füüsika maailm"Mõte, et kõik putukad, eriti ööliblikad, peavad lendama sirgjooneliselt ja kasutama Kuu asendit navigeerimiseks, tundus, et see eirab paljusid elementaarseid ökoloogiat ega tundunud, et see peaks seletama nii suurt hulka käitumisi . 3D-trajektoor ja videoandmed heidavad valgust sellele, mis võib juhtuda.

Kuni viimase ajani oli väikeste lendavate putukate 3D-jälgimine vähese valgusega keskkonnas tehniliselt keeruline ja toimuvast realistliku pildi saamiseks puudusid vahendid. Kuid arusaamine, kuidas ja miks putukad kunstliku valgusega suhtlevad, on viimastel aastatel muutunud tungivamaks küsimuseks, kuna linnavalgusreostus on suurenenud, mis aitab kaasa putukate vähenemisele.

Kumb tee on üles?

Paljud lendavad putukad reageerivad dorsaalsele valgusele, mille puhul nende seljaosa (ülemine) pool on suunatud heledaima piirkonna poole. Sellest aru saades kasutasid teadlased kõrge eraldusvõimega liikumise jäädvustamist laboris ja suure kaadrisagedusega stereovideot välitingimustes, et jäädvustada kunstliku valguse mõju erinevatele putukate lennutrajektooridele öösel.

Teadlased jäädvustasid lennuandmeid nii metsikute putukate lennuteede kohta kunstliku valgusallika läheduses põllul kui ka vangistuses peetavate putukate kehasuundade kohta vabal teel. Nad kasutasid nende kahe protsessi andmeid, et rekonstrueerida kunstliku valguse ümber toimuvate putukate lendude 3D-kinemaatika.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-1.jpg" data-caption="Valdkonnas The team used a white cotton sheet above a shrouded UV light to create a corridor with a diffuse bright ceiling. This diffuse light source matches the effect of the sky, allowing insects to fly underneath without becoming trapped. (Courtesy: Sam Fabian)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light-physics-world-1.jpg”>

Kuigi paljud teooriad on keskendunud külgetõmbejõule, leidis meeskond, et putukad ei juhi otse valguse poole, vaid pööravad oma selja valguse poole. Looduslikus valguses aitab see kallutamine putukatel säilitada õiget lennuasendit ja kontrolli. Teadlaste väljatöötatud mudelid näitasid aga, et selja kallutamine loob tehisvalguse ümber ebaühtlased lennurajad, mille tõttu putukad pidevalt valguse ümber tüürivad ja pidevasse liikumisesse lõksu jäävad.

"See on idee, et lühimaa valguse kinnijäämine ei ole navigatsioonihäire, vaid põhilise lennustabiilsuse refleksi õõnestus, mis ennustab, et stabiilse lennu nõuded võivad seda nähtust selgitada," ütleb Sondhi.

"Kõige silmapaistvam tulemus on see, et kunstvalgustid ajavad putukad segadusse, kumb tee on ülespoole," räägib Fabian. Füüsika maailm. "Kohapeal leiame, et see on ilmne. Õhus on see palju keerulisem. Lennukiirendused on raskusjõust tingitud kiirendusest eristamatud. Lihtsalt valguse suuna võtmine taevana toimib isegi öösel. Öösel on ilmselgelt palju vähem valgust, kuid taeva ja maa kontrast on sama tugev. See on ilus ja jõuline viis välja selgitada, milline tee on ülespoole – kuni hakkasime öösel valgustama.

Mis saab järgmisena?

Kuigi see uurimus on suutnud lahendada igivana küsimuse, on veel palju tööd, mida saab teha. Küsimusele selle uurimistöö tuleviku kohta märgivad Fabian ja Sondhi, et "me ei tea, mis toimub valgusallikatest kaugemal, kuna meie uuring keskendus putukatele, mis asuvad valgusest mõne meetri raadiuses, seega sooviksime parandada jälgimist. tehnoloogiat, et näha, kas saame sellele vastata, samuti näha, kuidas nende reaktsioon eri valgustusega varieerub.

Lidar jälgib sääskede käitumist, jälgides tiivalööke

Peale selle ütleb Fabian, et meeskond soovib "kasutada seda vastust putukate lennujuhtimise kohta rohkem mõistmiseks. Saame kasutada tulesid, et panna putukad oma kehahoiakut lennu ajal kohandama, ja seda tehes õppida tundma tiiva- ja kehaliigutusi, mis seda reaktsiooni tekitavad.

"Soovime uurida, kuidas selle mehhanism on erinevate putukate vahel arenenud ja millised mittevisuaalsed mehhanismid võivad visuaalse vertikaalsuse tuvastamise häirimisel alistada või toimida üleliigselt, " ütleb Sondhi. On selge, et käimas on veel palju uuringuid.

Uuring avaldati aastal Nature Communications.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light/