Небольшая, но разнообразная группа видов полагается на ночное небо в поисках пищи и собратьев.
Люди путешествуют по звездам с древних времен, но небольшая, но разнообразная группа видов животных также использует ночное небо для передвижения. Одни распознают движение звёздных узоров, другие ориентируются по особо ярким отдельным звездам. Некоторые даже прокладывают свой курс через нашу галактику, Млечный Путь.
От навозных жуков до тюленей - управление звездами является критически важным навыком, так как помогает им мигрировать, находить пищу или искать партнеров. Даже такое маленькое существо, как навозный жук, с мозгом размером с рисовое зерно, может смотреть на звездную ночь и решать, куда идти.
Звездный компас часто является одним из многих навигационных сигналов, таких как визуальные ориентиры, положение Луны, направление ветра или даже магнитное поле Земли.
В целом, ученые надеются понять, как эволюционировали глаза и мозг таких небесных навигаторов, реагируя на визуальные сигналы далеко за пределами нашей Солнечной системы. Такие исследования могут дать новое представление о воздействии светового загрязнения на дикую природу и даже улучшить дизайн роботов, которым необходимо найти выход из создавшегося положения.
Вот несколько примеров звездных штурманов:
Индиго-бантинги
Как и многие перелетные птицы-песенники, индиго-бантинги Северной Америки улетают на зиму на юг и предпочитают делать это ночью.
В 1967 году во время осенней миграции исследователи в Мичигане временно отловили несколько самцов индиго. Они привезли птиц в планетарий Роберта Т. Лонгвея во Флинте, штат Мичиган, и поместили их в специальные клетки, из которых открывался вид на купол, освещенный звездами.
Во время миграционного сезона певчие птицы ориентируются перед взлетом, прыгая в направлении, в котором они хотят путешествовать. Когда небо планетария вращалось вокруг Северной звезды, имитируя видимое движение естественного ночного неба, птицы, как и ожидалось, пытались лететь на юг.
Однако, когда исследователи убрали созвездия в пределах 35 градусов от Северной звезды, произошло нечто интересное: птицы дезориентировались.
Исследования показали, что отдельные звезды не так важны для птиц, как вращение звезд вокруг центральной точки. В дикой природе это позволяет им определить, где находится север, а затем использовать эту информацию для полета на юг.
Портовые тюлени
Морские млекопитающие, живущие вдоль побережья Атлантического и Тихого океанов Северного полушария, проводят большую часть своего времени в поисках пищи в ночное время. В таких ситуациях им не хватает наземных достопримечательностей.
Чтобы исследовать их потенциал для управления звездами, в 2006 году немецкие и датские ученые поместили двух морских тюленей из Центра морских наук в Германии в специально построенный плавучий планетарий, находящийся в неволе.
Команда тренировала двух ластоногих по имени Ник и Мальте плавать в направлении конкретных звезд, а затем обнаружила, что животные могут идентифицировать одну звезду из реальной проекции ночного неба Северного полушария, по данным исследования 2008 года.
Это позволяет предположить, что тюлени могут использовать специальные звезды в качестве навигационных указателей для выхода далеко от берега - первое научное доказательство ориентации морских млекопитающих звездами.
Если это так в дикой природе, то, скорее всего, такая звездная навигация позволит тюленям эффективно искать пищу, отмечает Даке.
Навозные жуки
Тюлени могут видеть отдельные звезды, потому что, как и все позвоночные, их глаз "очень похож на камеру - он имеет объектив и одно отверстие, в которое проникает свет и попадает в сетчатку, что похоже на пленку", - говорит Даке. Эта анатомическая настройка позволяет обнаруживать небольшие, относительно тусклые объекты, такие как звезды, при большом освещении.
Насекомые, напротив, не могут видеть отдельные звезды: Их сложные глаза не могут обнаружить мельчайшие детали, как отдельные точки света. Тем не менее, скопление звезд, таких же больших и плотных, как Млечный Путь, показалась бы им как одна светящаяся полоса. Для ночного африканского навозного-жука Scarabaeus satyrus это становится полезным ориентиром.
Опять же, эффективность - это ключевой фактор - жуки, движущиеся по прямой, могут пройти наибольшее расстояние за наименьшее количество времени.