蜣螂沿著直線推動糞球,可以最快的速度離開糞源,再也不回來。如果它走錯了方向,把糞球推回了糞源,其他夥伴就會停下手邊滾動的糞球,過來打它,把已經滾圓的糞球拿走。
直線行走是蜣螂保住勞動果實的最佳策略。烈日下的森林裏,屎殼郎離開糞源,用後腿倒立推著球。雖然它是倒立的,但它壹直走直線,上坡下坡都不改變方向。滾動的糞球突然撞到壹個樹樁上,偏離了路線。
蜣螂停下來,跳上糞球,對著太陽跳了壹會兒舞。古埃及人認為蜣螂在迷路的時候是在尋求太陽神的指引,而太陽神總是很關心它,每次都給它指出正確的方向。受太陽神庇佑的蜣螂在古埃及有個名字叫聖甲蟲,它推糞球的行為象征著行星在天空中的運動。
受太陽指引的蜣螂又開始推糞球了。這時,糞球又回到了原來的方向,繼續走直線。
當太陽下山,月亮升起時,蜣螂在遇到障礙物後跳上糞球,對著月亮起舞,然後返回原來的方向,繼續直線行走。不僅是太陽神,月神也為它指明了正確的方向。
妳可以在陽光和月光下走直線。妳根據天上太陽和月亮的位置來確定妳的方向,而蜣螂根據天上太陽和月亮的偏振光來確定妳的方向。受到日月青睞的屎殼郎,能看到妳看不到的偏振光。
當太陽光和月光穿過大氣層,被水汽和空氣中的粒子折射後,天空中就會形成圍繞天體發散的圖案,這種圖案被稱為天體偏振光。簡單來說,自然光在各個方向的傳播都是均勻的,而偏振光在各個方向的傳播幅度是不同的,有強有弱。天體偏振光可以看出,在不同的傳播方向上存在明暗差異。
當蜣螂跳上糞球時,他擡頭尋找太陽。他在糞球上旋轉了幾個舞步,借助太陽的偏振光調整自己的角度,瞄準角度後,就可以繼續按原來的方向推糞球。雖然月亮的光線比太陽暗壹百萬倍,但蜣螂(Scarabaeus zambesianus)也能看到月亮的偏振光,並根據月光調整方向。
為什麽蜣螂是根據偏振光而不是天球位置來確定自己的位置?瑞典隆德大學的團隊做了壹個實驗。在月光下,贊比西亞蜣螂被給了壹副濾光眼鏡,月亮的偏振光方向被濾光器改變了。上圖中的黑點是給蜣螂裝上濾鏡的時候。在接下來的旅程中,蜣螂改變了行走方向,向右偏離了70度。當過濾器被移除時,蜣螂會向正確的方向走回去。
太陽和月亮是明亮的單天體,蜣螂可以分辨天體偏振光。在布滿星星的天空中,星星閃爍,光線相互反射,單個天體的偏振光失去了作用。沒有天體偏振光的指引,蜣螂會迷路嗎?不,它可以走直線。
星光下的蜣螂
在蜣螂的族群中,有些隊伍是在白天活動的。例如,贊比西亞蜣螂喜歡在白天和第壹個月初活動。族群裏還有其他隊伍,比如S.satyrus。
該團隊為蜣螂的夜間旅行設計了壹個圓形場地,將蜣螂放在圓圈的中心,並記錄它在沒有月亮只有星光的情況下走出場地的時間。如果它只走直線,很快就走出場地,如果繞路,很久也走不出來。
有月亮的時候,屎殼郎直接從地裏走出來。左圖是在沒有月亮只有星光的時候,它的路徑沒有那麽直,所以出場地要多花壹點時間。團隊給屎殼郎戴上了紙帽子,擋住了他仰望星空的視線。只有腳下的屎殼郎迷路了,走了很多彎路才僥幸走出會場。中圖是星空被遮住後的蜣螂路線圖。
為什麽蜣螂能在星光下辨別方向?它能通過觀察星星來閱讀星座和識別位置嗎?團隊帶著夜行的屎殼郎去約翰內斯堡天文館看星空。在天文館穹頂的天花板上,有4000顆星星和銀河。蜣螂分五種情況參與測試,1,有4000顆星星,銀河系完整星空;2.只有銀河;3.去掉18顆最亮的星,只留下其他暗淡的星;4.最亮的星星只有18顆;5、全黑。
左圖為實地測試結果,右圖為天文館內測試結果。在完整的星空下,蜣螂在天文館的表現和在野外壹樣好。只有銀河系的時候,需要多壹點時間才能出場。當只有4000顆昏暗的星星時,就有多壹點的時間走出會場。如果只有18顆星,那它的表現就很糟糕了。
天文館測試證明屎殼郎看不懂星座,只能看星星。在布滿星星的天空或明亮的銀河的指引下,它可以找到正確的方向。
蜣螂因對了解銀河系和恒星的實驗研究獲得2013年度搞笑諾貝爾獎。帶蜣螂去天文館看星星很搞笑,但意義重大。這是第壹次通過星星來定位昆蟲。
蜣螂只推著糞球走直線,可以被太陽、月亮、星星照亮。