Napiránytű egy különleges vándorúton

Királylepkék éppen pihennek vándorútjuk alatt.
Fotó: Profimedia

A kutatókat régóta izgatja, miként teszik meg a pompás királylepkék (Danaus plexippus) mexikói telelőhelyükről, Kanadáig a 4800 kilométeres vándorútjukat.

2010-ben Steven Reppert, a Massachusettsi Egyetem orvosi karának neurobiológusa kollégáival egy sor olyan gént talált, amelyek aktiválódnak, amikor a királylepke útra kel.
„Nekünk sikerült elsőként összefüggést találni a génkifejeződés agyi megnyilvánulása és a migráció között” – írták annak idején a kutatók a BMC Biology nyílt hozzáférésű brit tudományos folyóiratban publikált tanulmányukban.

A kutatás azonban ezzel nem ért véget, és matematikusok és biológusok együttesen vizsgálták a királylepkéket. 2016-ban BBC News a Cell Report című szaklapban megjelent tanulmányukban e két szakterület képviselői modellezték, hogy működik a rovar belső iránytűje a hosszú úton. 
„A pompás királylepke hosszú vándorútját előre meghatározott, optimális útvonalon repüli: két hónap után egy bizonyos közép-mexikói helyre érkeznek, miközben takarékosan bánnak az energiával és csak néhány jelre hagyatkoznak” – mondta el a BBC-nek Eli Shlizerman, a Washingtoni Egyetem matematikusa, aki a rovar idegrendszerének működését modellezte.

Munkáját Steven Reppert, a Massachusettsi Egyetem neurobiológusa is segítette – ő ismerte föl a genetikai összefüggést – akivel közvetlenül a lepke csápjaiban és szemében lévő neuronok működéséről készítettek felvételeket.
„Meghatároztuk azt, hogy a bemenő jelek kizárólag a Napból érkeznek. Az egyik féle jel a Nap elhelyezkedése a horizonton, a másik az idő múlása, a kettőből áll össze a rovar belső iránytűje, amellyel egész nap képes délnek tartani” – magyarázta Shlizerman.

Illusztráció: faculty.washington.edu

A belső iránytű bemenő jeleinek felderítése után Shlizerman elkészítette a rendszer szimulációs modelljét, amely egyrészt a csápoknak az idő múlását jelző „óraneuronjain”, másrészt a szemekben lévő idegeken alapul, amelyek a Nap pozícióját figyelik. A hálózatba beérkezik a kétféle jel, ezután a rendszer egyezteti ezeket, hogy jelezze, ha a rovar letért a helyes útról és korrekcióra van szükség – mondta a matematikus, aki igen izgalmasnak tartja a jelek integrációja által irányított viselkedést.
„Ennek a mechanizmusnak az ismeretében elkészíthetjük a rendszer robotverzióját, amelynek az a lényege, hogy az energiát és a navigációt is a Nap biztosítja” – mutatott rá.

A kutatócsoport következő projektje a pompás királylepke robotváltozatának elkészítése, amely követi a rovart, hogy feltérképezze a vándorútját, valamint hozzájárulhat a fogyatkozó egyedszámú faj védelméhez is.