在一个漆黑的夜里,屎壳螂如何保持直线前行?
2015-08-31 11:20:00   来源:环球网
内容摘要
屎壳螂是一种以动物粪便为食的昆虫,它被称为是大自然的“清道夫”。神奇的是,这种昆虫即便是在漆黑的夜晚,仍能以直线的状态前进。日前,科学家终于搞明白这套导航系统的运行机制了。

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虽然科学家研究屎壳螂已经有多年时间,但他们只知道太阳、月亮甚至银河系对该种昆虫的直线前行息息相关,至于当中是如何实现就不清楚了。

日前,一篇刊登在《Proceedings of National Academy of Sciences》的论文则进一步解释了屎壳螂脑细胞如何利用来自天空的线索以保持身体直线前行。

科学家在南非进行了相关实验。当屎壳螂可以滚动粪球的时候,科学家利用镜子改变太阳(白天实验)或月亮(夜间实验)的感知位置。

结果显示,当太阳感知位置被改变之后,屎壳螂的运动方向出现偏差;而月亮感知位置的改变并未对其造成任何影响。也就是说,在夜晚的时候,屎壳螂不单单靠月光前进,另外还要结合偏振光—一种人类肉眼看不到的光。

回到实验室之后,科学家对屎壳螂的脑细胞活动进行了观察。他们发现,在夜间控制该昆虫的导航神经可以随环境的变化而改变,但在日间,则不具备这样的能力。


关于昆虫的“十万个为什么?”

昆虫需要睡觉么?


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    昆虫会不会睡觉?对于这个问题,回答是昆虫需要睡觉。和植物或微生物不同的是,昆虫有中枢神经系统,是睡眠的重要特征之一。昆虫的生理节律行为控制着昆虫的睡眠和苏醒。

2000年加利福尼亚神经科学研究院和宾夕法尼亚大学的研究团队分别发表了两份关于果蝇的睡眠报告,科学界才第一次定义了昆虫的睡眠。

两个研究团队都发现蝇表现出睡眠的关键性特征。例如,休息中的蝇比起运动中的蝇更难被刺激惊吓,这和人在沙发上打盹的道理一样。

科学家将一些蝇放置在容器中,当夜晚来临,装有蝇的容器会被定期拍打,蝇将无法正常休息,结果第二天蝇的休息增加,就像你熬了一晚后第二天不得不打个小盹才能撑下去。

许多最近的研究也显示果蝇的睡眠周期和人类一样会受到咖啡因、性和年龄的影响。研究人员也研究了许多其它昆虫的生理节律和睡眠周期,比如追踪密封打盹的模式,以及研究蟑螂生理节律的变化——在这个实验中研究人员将一只蟑螂大脑的一部分移植到另一只与之日循环模式不同的蟑螂体内。

通过研究相对简单生物的睡眠和生理节律周期,有助于人类更全面地理解睡眠。利用害虫的生理节律,人们可以有效控制害虫——因为生理节律有助于调节新陈代谢,所以人们可以选择在一天中最合适的时间释放杀虫剂,以达到更好的效果。


地球上为何出现过巨型昆虫?


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近期的一项科学研究结果显示,蜻蜓为代表的部分昆虫是由早期和鸟类差不多大小的体型演化而来。远古时代掠夺性蜻蜓有着现代海鸥大小的体型,飞翔在3亿年前的天空中。科学家长久不能弄清,为什么当时的昆虫这么巨大。

最为主流的解释是,因为当时的地球大气中氧气过剩。而日前的一项最新研究结果表明,大气中氧气过剩是对健康有害的:早期昆虫被迫适应环境并不断变大,以避免氧中毒。

对巨型昆虫化石研究表明,小型昆虫无法控制气体交换过程。巨型蜻蜓和巨型蟑螂在3亿5千万年前至2亿9千万年前共同存在于地球上。当时大气中氧气含量比如今高出30-50个百分点。这种氧气过剩的环境,促使昆虫体型的发展。

最新理论认为,大气中氧气含量的逐渐减少,导致巨型昆虫的灭绝。科学家称:“昆虫为了避免氧气中毒而变为巨型体态,但是逐渐减少的氧气无法满足它们的生存最低限度,因而丧失了基本生存技能。”


关于昆虫的“三十六计”


其实昆虫也具有智力,只是你不懂

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据报道:科学家们发现昆虫拥有智力,特别是果蝇,它们同人类一样具有决策能力。

英国的研究人员通过对果蝇进行试验得出了一项结论,昆虫具有同其他哺乳动物相同的智力。在实验中科学家对果蝇对讨厌的气味反应强度进行对比分析的时候发现,如果存在的差异较大的话,那么果蝇几乎可以不假思索的做出反应。如果差异较小的话,那么它们可能需要较长的时间才能做出反应。

牛津大学的科学家指出,该实验结果揭示了昆虫大脑中的认知进程。


盐可以使昆虫变得更强壮?是真是假?

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蝴蝶正变得越来越强壮——拥有更大的肌肉、大脑和眼睛,但这一变化并非自然发生的。美国《国家地理》杂志报道称,科学家已经发现,用于给街道融雪的盐正渗入路边的植物中,而这些植物恰好是毛毛虫的食物,从而使其变得更强壮。

钠是肌肉和大脑发育的重要物质,过量钠会导致发育异常,使得昆虫看起来更强壮且能飞行更长时间。但有一个问题在于:这可能是致命的。在线发表于近日美国《国家科学院院刊》的研究指出,正常饮食的毛毛虫的存活率是58%,而食用富含钠植物的毛毛虫的存活率仅为40%。



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