عث البوغونغ يستخدم النجوم للملاحة في الهجرة

وجدت دراسة جديدة أن نوعًا صغيرًا في أستراليا يقوم كل عام بهجرة ليلية شاقة لمسافة 620 ميلًا (1000 كيلومتر)، وهو يقوم بهذا العمل الفذ بطريقة لم يعرفها سوى البشر والطيور المهاجرة.

تسافر حشرات عث البوغونغ التي تبحث عن الهروب من الحر في فصل الربيع من جميع أنحاء جنوب شرق أستراليا إلى الكهوف الباردة في جبال الألب الأسترالية، حيث تتجمع في حالة سبات. ثم تطير الحشرات بعد ذلك عائدة في الخريف للتزاوج والموت. قام الباحثون بمحاكاة ظروف هذه الرحلة المذهلة في المختبر واكتشفوا أداة رئيسية تستخدمها الحشرات للعثور على طريقها: سماء الليل المرصعة بالنجوم.

وقال إريك وارانت، رئيس قسم علم الأحياء الحسية في جامعة لوند في السويد، والمؤلف المشارك في الدراسة التي نُشرت يوم الأربعاء في مجلة نيتشر: "إنه عمل ملاحة حقيقي". وأضاف: "إنها قادرة على استخدام النجوم كبوصلة لإيجاد اتجاه جغرافي محدد للملاحة، وهذه هي المرة الأولى التي تقوم بها اللافقاريات."

ليست النجوم هي الدليل الملاحي الوحيد الذي تستخدمه الحشرات للوصول إلى وجهتها. فبإمكانها أيضًا اكتشاف المجال المغناطيسي للأرض، وفقًا للأدلة التي توصلت إليها الأبحاث السابقة التي أجراها وارانت وبعض زملائه من الدراسة الجديدة. وباستخدام إشارتين، يكون لدى العث نسخة احتياطية في حالة فشل أي من النظامين على سبيل المثال، إذا كان هناك شذوذ مغناطيسي أو كانت السماء ليلاً ملبدة بالغيوم.

وأضاف وارانت: "بفضل دماغها الصغير جدًا، وجهازها العصبي الصغير جدًا، تستطيع (العث) تسخير إشارتين معقدتين نسبيًا ليس فقط لاكتشافهما، بل واستخدامهما أيضًا لمعرفة أين تذهب".

وقال: وأعتقد أن هذا يضيف جزءًا إلى الإجماع المتزايد على أن الحشرات لديها قدرات رائعة جدًا وهي مخلوقات مذهلة حقًا."

اختبار الملاحة القائمة على النجوم في العث

تستوطن حشرة عثة بوغونغ، أو أغروتيس إنفوسا، في أستراليا، وهي حشرة ليلية بالكامل ويبلغ طول جناحيها البالغين حوالي 2 بوصة (5 سنتيمترات).

يقول وارانت: "إنها فراشة بنية صغيرة غير موصوفة تمامًا، ولن يميزها الناس بالضرورة عن أي فراشة بنية صغيرة أخرى".

وعلى الرغم من أن هذه الحشرات تهاجر عادةً بالمليارات، إلا أن أعدادها قد انخفضت في السنوات الأخيرة، وأصبح هذا النوع الآن مهددًا بالانقراض، وهو مدرج على القائمة الحمراء للاتحاد الدولي للحفاظ على الطبيعة.

بعد اكتشافه قبل حوالي خمس سنوات أن هذه الحشرات يمكنها استشعار المجال المغناطيسي للأرض، قال وارانت إنه يشتبه في أنها ربما تستخدم أيضًا إشارات بصرية لدعم تنقلها.

ولاختبار هذه النظرية، أنشأ وارانت وهو من أستراليا مختبرًا مع زملائه في منزله، على بعد حوالي 93 ميلًا (150 كيلومترًا) شمال الوجهة النهائية للعث في جبال الألب الأسترالية.

Loading image...

وقال: "لقد أمسكنا العث باستخدام مصيدة ضوئية، وأعدناها إلى المختبر، ثم ألصقنا قضيبًا رفيعًا جدًا على ظهرها مصنوعًا من التنغستن غير المغناطيسي. وبمجرد الانتهاء من ذلك، يمكنك الإمساك بهذا القضيب الصغير بين أصابعك، وسوف تطير العثة بقوة على طرف هذا الحبل".

ثم قام الباحثون بربط هذا القضيب بقضيب آخر مصنوع أيضًا من التنجستن ولكنه أطول بكثير، مما يسمح لكل فراشة بالطيران في أي اتجاه بينما يقوم جهاز استشعار بصري برصد المكان الذي تتجه إليه الحشرة بالضبط، بالنسبة للشمال، كل خمس ثوانٍ.

تم إعداد التجربة في "حلبة عث" أسطوانية مغلقة وأسطوانية الشكل، مع عرض صورة للسماء الجنوبية ليلاً على السطح، لتحاكي بالضبط ما كان خارج المختبر في يوم ووقت التجربة.

قال وارانت: "ما وجدناه هو أن العثة تلو الأخرى طارت في اتجاه هجرتها الموروثة". "وبعبارة أخرى، الاتجاه الذي يجب أن تطير فيه للوصول إلى الكهوف في الربيع، وهو اتجاه الجنوب بالنسبة للعث الذي اصطدناه، أو الشمال بعيدًا عن الكهوف في الخريف، وهو أمر مثير للاهتمام."

والأهم من ذلك، تم إزالة تأثير المجال المغناطيسي للأرض من الساحة، عن طريق جهاز يسمى ملف هيلمهولتز، والذي خلق "فراغًا مغناطيسيًا" بحيث لا يمكن للعث استخدام الإشارات البصرية فقط.

قال وارانت: "لم تستطع العثات الاعتماد على المجال المغناطيسي للأرض للقيام بهذه المهمة". "كان عليها الاعتماد على النجوم. وقد فعلوا ذلك."

رحلة مذهلة

تم القبض على حوالي 400 حشرة عث من أجل هذه التجربة السلوكية وتم إطلاق سراحها بأمان بعد ذلك. جمع الباحثون عينة أصغر من حوالي 50 حشرة عث لمحاولة فهم الآلية العصبية التي استخدمتها هذه الحشرات في التنقل، والتي تضمنت لصق أقطاب كهربائية في أدمغة الحشرات وأدت إلى موتها.

يقول وارانت: "لا تستطيع حشرة العثة الصغيرة رؤية الكثير من النجوم، لأن حدقة عينها لا تزيد عن عُشر عرض حدقة عيننا في الليل". "ولكن اتضح، بسبب بصريات العين، أنها قادرة على رؤية هذا العالم الليلي المعتم أكثر سطوعًا بحوالي 15 مرة أكثر مما نراه نحن، وهو أمر رائع، لأنها ستكون قادرة على رؤية مجرة درب التبانة بشكل أكثر وضوحًا."

وقال وارانت إنه يعتقد أن الحشرات تستخدم هذا السطوع المعزز كبوصلة بصرية للاستمرار في الاتجاه الصحيح.

وبصرف النظر عن الطيور والبشر، هناك حيوانان آخران فقط يتنقلان بطريقة مماثلة، ولكن مع اختلافات جوهرية عن العث، وفقًا لما ذكره وارانت. كما تهاجر الفراشة الملكية في أمريكا الشمالية أيضًا لمسافات طويلة باستخدام نجم واحد كبوصلة، ولكن هذا النجم هو الشمس، حيث تطير الحشرة خلال النهار فقط. وتستخدم بعض خنافس الروث النجوم لإيجاد طريقها ليلاً، ولكن لمهمة أبسط بكثير وهي السير في خط مستقيم على مسافة قصيرة، وهو ما لا يقارن حقًا برحلة العث الطويلة إلى وجهة محددة للغاية.

وما يجعل مهارة فراشة بوغونغ أكثر استثنائية هو أن الحشرة لا تقوم بهذه الرحلة إلا مرة واحدة في حياتها، لذا يجب أن تكون قدرتها على الملاحة فطرية.

يقول وارانت: "لقد مات آباؤها منذ ثلاثة أشهر، لذا لم يرشدها أحد إلى وجهتها. "لقد خرجت للتو من التربة في الربيع في منطقة نائية في جنوب شرق أستراليا، وهي ببساطة تعرف إلى أين تذهب. إنه أمر مذهل تمامًا."

"لا تزال هناك العديد من الأسئلة"

لم يكتشف وارانت وزملاؤه آلية بوصلة جديدة تمامًا في الحشرات المهاجرة فحسب، بل فتحوا طريقًا مثيرًا للبحث، حيث لا تزال هناك العديد من الأسئلة المتبقية حول كيفية اكتشاف العث للمعلومات المستقاة من بوصلته النجمية واستخدامها، وفقًا لجيسون تشابمان، الأستاذ المشارك في مركز البيئة والحفظ في جامعة إكستر البريطانية. لم يشارك تشابمان في البحث الجديد.

وأضاف عبر البريد الإلكتروني: "لا تزال هناك العديد من الأسئلة التي لا تزال مطروحة"، "مثل كيفية اكتشاف عث البوغونغ للمعلومات، وكيفية استخدامها لتحديد الاتجاه المناسب للطيران خلال الليل وبين الفصول، وكيفية دمجها لبوصلتها النجمية والمغناطيسية، ومدى انتشار هذه الآليات (أو عدم انتشارها) بين حشرات العث المهاجرة الأخرى والحشرات الليلية الأخرى."

وقالت جين هيل، أستاذة علم البيئة في جامعة يورك في المملكة المتحدة، والتي لم تشارك أيضًا في الدراسة، إن النتائج مثيرة حقًا وتضيف إلى معرفة العلماء بالطرق التي تسافر بها الحشرات لمسافات شاسعة عبر القارات.

وقالت: "إنها قادرة على التنقل في الاتجاه المناسب على الرغم من تحرك النجوم كل ليلة عبر السماء". "إن هذا العمل الفذ في هجرة الحشرات أكثر إثارة للدهشة بالنظر إلى أن أجيالًا مختلفة تقوم بالرحلة كل عام ولا يوجد عث من الأجيال السابقة لتوجيهها إلى الطريق."