A kutatók megfejtik azt a rejtélyt, hogy miért gyülekeznek a repülő rovarok a mesterséges fényben – Fizika világa

<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="A rovarrepülés nyomon követése Egy afrikai holdlepke csapdába esett, miközben egy UV aktinikus fénycső körül repül a londoni Imperial College Neuromechanics & Bioinspired Technologies (NBITs) laboratóriumában. (Jóvolt: Thomas Angus)”>

Mindannyian tapasztaltuk. Kint ülsz – talán lámpással táborozol, esetleg pihensz a kertedben, vagy akár fáklyával sétálsz haza –, aztán hirtelen rovarrajok gyülekeznek a fény körül. Ez egy olyan jelenség, amely sok éve látható, és egy olyan megközelítés, amelyet a római idők óta alkalmaznak a rovarok befogására. A tudósok azonban mindeddig elkerülték annak okait, hogy a rovarok ilyen viselkedést tanúsítanak.

Sam Fabian a londoni Imperial College-ból, Yash Sondhi a Floridai Nemzetközi Egyetemen, és szélesebb kutatócsoportjaik most megfejtették ezt a rejtélyt. Arra a kérdésre, hogy miért tart ilyen sokáig, Fabian és Sondhi egyetértenek abban, hogy „technikai nehézségek adódtak a gyorsan mozgó állatok nyomon követésében, különösen éjszaka”.

„Egy házi légy több száz testhosszal halad másodpercenként. Méretéhez képest ez egy nagyságrenddel több, mint a leggyorsabb vadászgépek” – mondja Fabian. „Bizonyos mértékig ez volt az a meggyőződés, hogy ez olyan nehéz kérdés, hogy nem volt sok értelme válaszolni rá, mert nagyon sokan megpróbálták, és tévedtek” – teszi hozzá Sondhi.

Számos elmélet született arról, hogy a rovarok hogyan és miért gyűlnek össze a mesterséges fény körül és maradnak ott, kezdve az égi iránytűként működő Holdtól a hősugárzásig, amely vonzza a betéteket, egészen a mesterséges fény által elvakult szemükig. Sondhi azonban elmondja Fizika Világa„Az az elképzelés, hogy minden rovarnak, különösen a lepkéknek egyenes vonalban kell repülnie, és a Hold helyzetét kell használnia a navigációhoz, úgy érezte, hogy ez sok alapvető ökológiát figyelmen kívül hagy, és nem úgy érezte, hogy ennek meg kellene magyaráznia a viselkedések ilyen széles skáláját. . A 3D pálya és a videó adatok fényt derítenek arra, hogy mi történik.”

Egészen a közelmúltig a kisméretű repülő rovarok 3D-s nyomon követése gyenge megvilágítású környezetben technikailag nagy kihívást jelentett, és nem álltak rendelkezésre eszközök ahhoz, hogy valósághű képet kapjunk arról, hogy mi történik. Azonban annak megértése, hogy a rovarok hogyan és miért lépnek kölcsönhatásba a mesterséges fénnyel, az elmúlt években egyre sürgetőbbé vált a városi fényszennyezés növekedése miatt, amely hozzájárul a rovarok visszaszorulásához.

Melyik út van felfelé?

Sok repülő rovar háti fényreakciót mutat, olyan viselkedést, ahol a háti (felső) oldaluk a legfényesebb terület felé néz. Ezt megértve a kutatók nagy felbontású mozgásrögzítést alkalmaztak a laboratóriumban és nagy képkockasebességű sztereovideót a terepen, hogy rögzítsék a mesterséges fény hatását a különböző rovarok éjszakai repülési pályájára.

A kutatók repülési adatokat rögzítettek a vadon élő rovarok repülési útvonaláról egy mesterséges fényforrás közelében a terepen, valamint a fogságban tartott rovarok szabadrepülési testhelyzetéről. E két folyamat adatait használták fel a mesterséges fények körüli rovarrepülések 3D-s kinematikájának rekonstruálására.

<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="A területen 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”>

Míg sok elmélet a vonzás köré összpontosul, a csapat úgy találta, hogy a rovarok nem közvetlenül a fény felé irányítják, hanem a fény felé fordítják a hátukat. Természetes fényben ez a billentés segít a rovaroknak fenntartani a megfelelő repülési hozzáállást és kontrollt. A kutatók által kidolgozott modellek azonban azt mutatták, hogy a hátoldali billenés hibás repülési pályákat hoz létre a mesterséges fény körül, aminek következtében a rovarok folyamatosan a fény körül kormányozzák, és állandó mozgásba esnek.

"Az az elképzelés, hogy a rövid hatótávolságú fény beszorulása nem navigációs zavar, hanem egy alapvető repülési stabilitási reflex felforgatása, ami azt jósolja, hogy a stabil repülés követelményei megmagyarázhatják ezt a jelenséget" - mondja Sondhi.

"A legkiemelkedőbb eredmény az, hogy a mesterséges lámpák összezavarják a rovarokat, hogy melyik út van felfelé" - mondja Fabian Fizika Világa. „A terepen ezt nyilvánvalónak találjuk. A levegőben ez sokkal nagyobb kihívást jelent. A repülés közbeni gyorsulások nem különböztethetők meg a gravitáció miatti gyorsulástól. Egyszerűen úgy tekintse a fény irányát, hogy az ég működik, még éjszaka is. Az éjszaka nyilvánvalóan sokkal kevesebb fényt kap, de az ég és a talaj közötti kontraszt ugyanolyan erős. Ez egy gyönyörű, robusztus módszer annak meghatározására, hogy melyik út van felfelé – egészen addig, amíg el nem kezdtük az éjszakai világítást.”

Mi következik?

Bár ennek a kutatásnak sikerült megoldania egy ősrégi kérdést, még mindig van még mit tenni. Amikor Fabian és Sondhi a kutatás jövőjéről kérdezték, rámutatnak, hogy „nem tudjuk, mi történik a fényforrásoktól távolabb, mivel tanulmányunk a fénytől néhány méteren belüli rovarokra összpontosított, ezért szeretnénk javítani a nyomon követést. technológiát, hogy megtudjuk, tudunk-e válaszolni erre, valamint hogy lássuk, hogyan változik a reakciójuk a különböző megvilágítással”.

A Lidar nyomon követi a szúnyogok viselkedését a szárnycsapások figyelésével

Ezen túlmenően Fabian azt mondja, hogy a csapat szeretné használni ezt a választ, hogy többet megtudjon a rovarok repülésének szabályozásáról. Fények segítségével rávehetjük a rovarokat, hogy módosítsák a testtartásukat repülés közben, és ezáltal megismerjük azokat a szárny- és testmozgásokat, amelyek ezt a reakciót váltják ki.

„Szeretnénk megvizsgálni, hogy ennek mechanizmusa hogyan fejlődött a különböző rovarok között, és milyen nem vizuális mechanizmusok írhatják felül vagy működhetnek redundánsan, ha a vizuális vertikális érzékelés megszakad” – mondja Sondhi. Nyilvánvaló, hogy még sok kutatás van folyamatban.

A kutatást a Nature Communications.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/researchers-solve-mystery-of-why-flying-insects-gather-at-artificial-light/