مورچه‌های بیابانی، به‌ویژه گونه‌ای به نام Cataglyphis nodus، با مهارت‌های منحصربه‌فرد خود در مسیریابی با استفاده از میدان مغناطیسی زمین، دانشمندان را شگفت‌زده کرده‌اند.
کشف دانشمندان درباره مورچه‌ها
تیمی از محققان به رهبری دکتر پولین فلایشمان از دانشگاه اولدنبرگ آلمان، به یافته‌ای جذاب درباره این مورچه‌ها دست یافته‌اند. برخلاف سایر حشرات، این مورچه‌ها از عنصری خاص از میدان مغناطیسی زمین برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند. این یافته نشان می‌دهد که مورچه‌های بیابانی دارای مکانیزم متمایزی برای درک مغناطیسی هستند که احتمالاً شامل ذرات ریز مگنتیت یا دیگر مواد معدنی مغناطیسی می‌شود.
درک مغناطیسی در حیوانات
درک مغناطیسی – یعنی توانایی تشخیص میدان مغناطیسی زمین – همچنان موضوعی برای بحث‌های علمی گسترده است.
- یک نظریه بر مکانیزم جفت رادیکال‌ها تأکید دارد. این مکانیزم یک اثر کوانتومی وابسته به نور است که به ارگانیسم‌ها اجازه می‌دهد تغییرات ظریف در جهت میدان مغناطیسی را تشخیص دهند. شواهد به‌دست‌آمده از پروژه تحقیقاتی در دانشگاه اولدنبرگ نشان می‌دهد که این مکانیزم در پرندگان آوازخوان کوچک و احتمالاً حشراتی نظیر پروانه‌های شهریار وجود دارد.
- نظریه دیگر بر وجود ذرات مغناطیسی بسیار کوچک در سلول‌های عصبی یا حسی تمرکز دارد که مانند سوزن قطب‌نما عمل می‌کنند. حیواناتی مانند کبوترها، خفاش‌ها و لاک‌پشت‌های دریایی احتمالاً از این سیستم مبتنی بر ذرات استفاده می‌کنند.
هر دو مکانیزم در طبیعت وجود دارند و نشان‌دهنده پیچیدگی سیستم‌های مغناطیسی در گونه‌های مختلف هستند.
حساسیت مغناطیسی در مورچه‌های بیابانی
برای شناسایی مکانیزم مورچه‌های بیابانی، دانشمندان آزمایش‌های رفتاری انجام دادند.
- آن‌ها فرض کردند حیواناتی که از سیستم مبتنی بر ذرات استفاده می‌کنند به قطبیت شمال-جنوب میدان مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند، درحالی‌که مکانیزم جفت رادیکال‌ها به زاویه تمایل میدان واکنش نشان می‌دهد.
- تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر فلایشمان همراه با دکتر رابین گروب، یوهانا وگمان و دکتر ولفگانگ روسلر، به بررسی حس مغناطیسی مورچه‌های بیابانی پرداختند.
آزمایش با میدان مغناطیسی
برای درک بیشتر، محققان با استفاده از کویل‌های هلمهولتز، میدان مغناطیسی مصنوعی ایجاد کردند.
- مورچه‌ها از لانه خارج شدند و از طریق یک تونل به یک سکوی آزمایشی هدایت شدند.
- مسیرهای آموزشی مورچه‌ها که برای تقویت حافظه بصری به کار می‌روند، با میدان مغناطیسی همراه شدند.
دکتر فلایشمان توضیح داد: «ما معتقدیم مورچه‌ها از میدان مغناطیسی برای تقویت حافظه بصری خود استفاده می‌کنند.»
مورچه‌های بیابانی به قطبیت متکی هستند
در آزمایش‌ها، تغییر زاویه میدان مغناطیسی بر رفتار مورچه‌ها تأثیری نداشت، اما وقتی قطبیت میدان ۱۸۰ درجه تغییر کرد، مورچه‌ها مکان لانه خود را اشتباه تشخیص دادند.
این امر نشان داد که مورچه‌های بیابانی برای مسیریابی به قطبیت، نه زاویه تمایل، متکی هستند.
مهارت‌های مسیریابی مورچه‌های بیابانی
مورچه‌های بیابانی در محیط‌های سخت مانند دشت‌های نمکی صحرای شمال آفریقا یا جنگل‌های کاج یونان زندگی می‌کنند، جایی که نشانه‌های محیطی کمی وجود دارد.
- آن‌ها با وجود طی صدها متر برای جستجوی غذا، به طرز شگفت‌انگیزی به لانه بازمی‌گردند.
- مسیرهای زیگزاگی آن‌ها هنگام جستجو به مسیرهای مستقیم در بازگشت تبدیل می‌شوند.
اهمیت تحقیق
این کشف، تنوع تکاملی سیستم‌های مغناطیسی را روشن می‌کند. مورچه‌ها، زنبورها و زنبورهای وحشی، اعضای راسته غشایی‌بالان، دارای سازگاری‌های حسی منحصربه‌فردی هستند.
دکتر فلایشمان گفت: «این واقعیت که مورچه‌های بیابانی از مکانیزمی متفاوت برای درک مغناطیسی استفاده می‌کنند، افق‌های جدیدی برای مطالعه تکامل سیستم‌های حسی در قلمرو حیوانات باز می‌کند.»
مورچه‌های بیابانی؛ استادان بقا
مورچه‌های بیابانی نه‌تنها درک مغناطیسی شگفت‌انگیزی دارند، بلکه در سخت‌ترین شرایط نیز زنده می‌مانند:
- این مورچه‌ها دمای بالای ۵۰ درجه سانتی‌گراد را تحمل می‌کنند.
- پروتئین‌های ویژه‌ای در بدن آن‌ها به بقای آن‌ها در گرما کمک می‌کند.
- همچنین، موهای نقره‌ای بدن آن‌ها نور خورشید را بازتاب داده و دمای بدنشان را کاهش می‌دهد.
علاوه بر این، این مورچه‌ها از ادغام گام‌شماری و نشانه‌های سماوی (مانند موقعیت خورشید) برای محاسبه مکان دقیق خود استفاده می‌کنند.
این مطالعه در مجله Current Biology منتشر شده است.
