S-a descoperit busola interioară a fluturilor monarh

0

în fieare toamnă fluturii zboară din Canada în Statele Unite, apoi își îndreaptă aripile portocalii, negre și albe către Rio Grande și migrează peste 3.220 km până în zonele realtiv calde din centrul Mexicului.

Această călătorie, repetată în mod instinctiv de către generații de fluturi monarh, continuă chiar și acum, când numărul populațiilor de fluturi a scăzut în mod dramatic datorită lipsei hranei pentru larve – iarba fiarelor. Însă, în afara acestei vești nu tocmai îmbucuătoare, o echipă de cercetători crede că a descifrat secretul busolei interne, codată în mod genetic, ce ghidează fluturii monarh pentru a determina direcția pe care să se deplaseze în fiecare an – sud-vest.

„Busola lor conține două informații principale – timpul zilei și poziția soarelui la orizont – pentru a găsi direcția sud-vest”, spune Eli Shlizerman, profesor asistent la Universitatea din Washington.

În timp ce faptul că fluturii monarh au abilitatea de a integra ora și locația soarelui pe cer erau deja cunoscute din cercetările natrioare, cercetătorii nu înțelelseseră până acum modul în care creierul fluturilor primește și procesează informațiile acestea. Shlizerman, care face parte atât din catedra de Matematici aplicate cât și în cea de Inginerie electrică, împreună cu câțiva colegi de la Universitatea din Michigan și din Masachusets, au pus la punct un model pentru a înțelege cum funcționează busola din interiorul creierului fluturilor.

„Am dorit să înțelegem cum procesează fluturii aceste tipuri diferite de informații pentru a obține acest comportament constant – de a zbura mereu spre sus-est”, a declarat Shlizerman, care este conducătorul studiului, care a fost recent publicat în revista Cell Reports.

Fluturii monarh își folosesc ochii mari și complecși pentru a monitoriza poziția soarelui pe cer. Însă poziția soarelui pe cer nu este suficientă pentru a determina direcția. Fiecare fluture trebuie să combine informația aceasta cu timpul zilei pentru a știi în ce direcție să zboare. Din fericire, majoritatea animalelor, inclusiv oamenii, au un ceas interior bazat pe expresia ritmică a unor gene cheie. Ceasul interior menține un model zilnic de fiziologie și comportament. În interiorul fluturelui monarh, ceasul este centrat în antene, iar informația circulă prin intermediul neuronilor la creier.

Biologii au studiat deja modelele ritmice ale antenelor fluturilor monarh, cele care controlează ceasul intern, dar și modul în care ochii lor compuși descifrează poziția soarelui pe cer. Colaboratorii lui Shlizerman, printre care și Steven Reppert de la Universitatea din Masachusets, a înregistrat semnalel provenite de la nervii antenelor pe măsură ce acestea transmit informația cesului interior către creier, dar și informația luminoasă de la ochi la creier.

„Am creat un model ce include aceste informații – cum trimit antenele și ochii această informație către creier”, declară Shlizerman. ”Scopul nostru era să modelăm cetip de mecanisme de control ar funcționa în creier și apoi ne-am întrebat dacă modelul nostru ar putea garanta navigația susținută în direcția sud-vest”.

În modelul acestora, două mecanisme neuronale – unul inhibitoriu și unul excitant – controlau semnalele de la genele ceasului nterior din antene. Modelul avea un sistem similar care să discearnă poziția soarelui, bazat pe semnalele primite de la ochi. Echilibrul dintre cele două mecanisme de control ar putea ajuta creierul fluturelui monarh să descifreze care este direcția sud-vest.

Bazat pe acest model, se părea că în timpul corecțiilor de parcurs, fluturii monarh nu aleg cel mai scurt drum pentru a reveni la traseu. MOdelul acestora include o caracteristică unică – un punct de separare care controlează dacă fluturii se întorc spre dreapta sau spre stânga pentru a porni în direcția sud-vest.

„Locația acestui punct în câmpul vizual al fluturelui monarh s-a modificat de-a lungul zilei”, spune Shlizerman. ”Iar modelul nostru a prezis că fluturele monarh nu va depăși acest punct atunci când face corecțiile de direcție pentru a reveni către sud-vest”.

Bazându-se pe simulările lor, dacă fluturele iese de pe direcție datorită vântului sau a obiectelor din calea sa, se va întoarce către oricedirecție ce nu necesită traversarea punctului de separare.

Studii ulterioare ar trebui să confirme dacă modelul cercetătorilor este în concordanță cu anatomia creierului fluturelui monarh, cu fiziologia și cu comportamentul acestuia. Până acum, aspecte ale modelului creat, precum punctul de separare, par să fie în concordanță cu comportamentele observate.

„În experimentele efectuate cu fluturi monarh în momente diferite ale zilei, sunt ocazii în care întoarcerile făcute cu ocazia corectării direcției sunt neobișnuit de lungi, încete sau unduitoare”, spune Shlizerman. ”Acestea ar putea fi cazurile în care nu pot face o întoarcere mai scurtă, deoarece ar necesita traversarea punctului de separare”.

Modelul creat sugerează o explicație simplă a modului în care fluturii monarh reușesc să își găsească drumul înapoi primăvara și să se îndrepte către nord-est, înapoi către Statele Unite și Canada. Cele patru mecanisme neuronale ce transmit informații despre ceasul interior și poziția soarelui ar avea nevoie să își inverseze poziția.

„Ceea ce se întâmplă atunci este că busola interioară ar indica nord-est în loc de sud-vest”, spune Shlizerman. ”Este un sistem simplu și robust prin care putem explica modul în care fluturii – generație după generație – realizează această migrație extrardinară”.

sursa: 

Află cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
Captează energia Pământului prin tălpile goale!

Mai ştii ce bine ne simţeam când eram copiii şi alergam în picioarele goale? Este posibil ca, încă de la...

Închide