Taniec żuka gnojaka - Marcus Byrne na TEDxWitsUniversity

Żuk gnojak ma mózg wielkości ziarnka ryżu, ale wykazuje się ogromną inteligencją przy toczeniu pożywienia - odchodów zwierząt - do domu. Jak? Wszystko sprowadza się do tańca. (Nagrano na TEDxWitsUniversity)

To jest kupa,

a ja chcę się dziś podzielić
moim zamiłowaniem

do kupy,

co może być dość trudne,

ale myślę, że zainteresuje was

jak te małe zwierzęta
sobie z nią radzą.

To zwierzę ma mózg
wielkości ziarnka ryżu,

a mimo to może robić takie rzeczy,

które nam nie przyszłyby
nawet do głowy.

Ewolucyjnie udoskonalił metody
zdobywania pożywienia,

czyli łajna.

Skąd zacząć tę historię?

Chyba wypada zacząć od końca,

bo mowa o odchodach zwierzęcych,

które nadal zawierają
substancje odżywcze

w ilości wystarczającej,

żeby żuki gnojaki mogły z tego wyżyć.

Gnojaki i ich larwy

żywią się gnojem.

Larwy rozwijają się w kulce łajna.

W RPA mamy około
800 gatunków żuków gnojaków,

w całej Afryce żyje 2 tys. gatunków,

a na świecie jest ich około 6 tys.

Zdaniem gnojaków
łajno jest całkiem dobre.

Jeżeli ktoś nie chce
grzebać w odchodach

i mieć łajna pod paznokciami,
to nigdy nie zobaczy

90% gatunków żuków gnojaków,

bo wchodzą one prosto w łajno,

podkopują się, po czym
kursują tam i z powrotem

pomiędzy łajnem na powierzchni

i podziemnym gniazdem.

Jak radzą sobie z tym materiałem?

Większość gnojaków
zawija go w rodzaj paczki.

10% gatunków robi z niej kulkę,

tę kulkę odtacza od źródła łajna

i zazwyczaj zagrzebuje ją
w odległym miejscu.

Gnojaki charakterystycznie

toczą swoje kulki.

Oto dumny posiadacz pięknej kulki łajna.

Widać, że to samiec,

bo ma trochę włosów tu, na nogach,

i jest wyraźnie dumny z tego,
na czym siedzi.

Ale już za chwilę padnie ofiarą

podłego napadu rabunkowego. (Śmiech)

To jednoznacznie pokazuje,

że mamy do czynienia
z cennymi zasobami,

których trzeba pilnować,

strzec w specjalny sposób.

Chyba właśnie dlatego
toczą swoje kulki tak daleko,

z powodu konkurencji,

obecnej przy zdobywaniu łajna.

15 minut przed zrobieniem tego zdjęcia,

to był placek łajna

i to chyba silna konkurencja sprawia,

że żuki są tak dobrze przystosowane

do toczenia kulek.

Wyobraźcie sobie to zwierzę,

jak idzie przez Wyżynę Weldów.

Z głową do dołu,
poruszając się do tyłu.

To najdziwniejszy sposób
transportu pożywienia.

Muszą też sobie radzić z gorącem.

To Afryka. Jest gorąco.

Teraz opowiem o kilku eksperymentach,

moich własnych i moich kolegów.

Chcieliśmy zobaczyć, jak gnojaki

radzą sobie z tymi problemami.

Popatrzcie na tego żuka,

zwróćcie uwagę na dwie rzeczy.

Po pierwsze,
jak sobie radzi z przeszkodami,

stawianymi mu drodze.
Potańczy chwilę,

a później kontynuuje
w dokładnie tym samym kierunku,

jaki wcześniej obrał.

Mały taniec, a później
rusza w konkretnym kierunku.

To zwierzę dokładnie wie,

dokąd zmierza.

To bardzo ważne,

ponieważ kupa łajna
jest jak wielki placek,

który chcesz zatrzymać dla siebie,

a najszybsza droga
prowadzi po linii prostej.

Daliśmy im trochę więcej
zadań do rozwiązania,

konkretnie obróciliśmy im
świat pod nogami

i patrzyliśmy, co zrobią.

Świat tego żuka obrócono o 90 stopni.

Świat tego żuka obrócono o 90 stopni.

Nawet nie mrugnie.
Dokładnie wie, dokąd chce iść,

i kieruje się właśnie tam.

Później zadaliśmy sobie pytanie:

jak one to robią?

Co właściwie robią?
Mieliśmy jedną wskazówkę.

Od czasu do czasu
wspinają się na kulkę

i rozglądają dookoła.

Jak myślicie, na co patrzą,

stojąc na kulce?

Jakie wskazówki pomagają im

w określeniu kierunku?
Najbardziej oczywiste,

to patrzenie w niebo,
więc zaczęliśmy się zastanawiać,

czego na niebie szukają?

Oczywiście słońca.

Tutaj mamy typowy eksperyment,

w którym przesunęliśmy słońce.

Zaraz zasłonimy je tablicą,

a później przesuniemy
za pomocą lustra

na zupełnie inną pozycję.

Zobaczmy, co robi gnojak.

Najpierw tańczy,

a później idzie dalej
w tym samym kierunku,

w którym szedł na początku.

No i co teraz?
Gnojaki wyraźnie patrzą na słońce.

To dla nich bardzo istotna wskazówka.

Ale słońce nie zawsze jest dostępne,

o zachodzie znika za horyzontem.

W tej części nieba
widać grubą warstwę

spolaryzowanego światła,

którego budowa naszych oczu
nie pozwala nam widzieć.

Tu słońce jest na horyzoncie,

a wiemy, że gdy słońce
znajduje się na horyzoncie,

na przykład po tej stronie,

z północy na południe idzie ścieżka

spolaryzowanego światła,
którego my nie widzimy,

ale żuki je widzą.

Jak to zbadać? To dość proste.

Bierzemy duży filtr polaryzacyjny,

umieszczamy nad żukiem,
pod kątem prostym

do warstwy polaryzacyjnej na niebie.

Żuk wychodzi spod filtra

i skręca w prawo,

ponieważ wrócił pod niebo,

według którego wcześniej się kierował

i wraca na obrany wcześniej tor.

i wraca na obrany wcześniej tor.

Czyli żuki widzą spolaryzowane światło.

Wiemy już,

że żuki toczą kulki.

W jaki sposób?
Po linii prostej.

Jak utrzymują linię prostą?

Patrząc na znaki na niebie,

nie zawsze dla nas widoczne.

Ale jak odbierają te wskazówki?

To było nasze kolejne pytanie.

Ich zachowanie, ten krótki taniec,

wydał nam się szczególnie ważny,

bo żuk zatrzymuje się co jakiś czas

i rusza w wybranym kierunku.

Co robią żuki podczas tego tańca?

Na ile możemy im przeszkodzić,
zanim wrócą na obrany kurs?

W tym eksperymencie zmusiliśmy je

do przejścia przez tunel.

Tego nie trzeba było
za bardzo zmuszać.

Stopniowo przekręciliśmy go
o 180 stopni,

tak żeby zaczął iść
w dokładnie przeciwnym kierunku,

niż wybrał początkowo.

Popatrzmy, jak zareagował

po obróceniu o 90 stopni.

Tutaj ma już odchylenie

o 180 stopni
od pierwotnego kierunku.

Patrzcie, co robi.

Najpierw tańczy, obraca się

i wraca do tunelu.
Dobrze wie, dokąd idzie.

Dokładnie wie, w czym tkwi problem

i jak sobie z nim poradzić,

a ten taniec jest
zachowaniem przejściowym,

które pozwala im
znów się zorientować.

Po wielu latach obserwacji gnojaków

w upalnym afrykańskim buszu,

zauważyliśmy jeszcze jedno zachowanie

związane z tym tańcem.

Co jakiś czas,
żuki wspinają się na kulkę

i wycierają głowę.

Znów to robi.

Zastanawialiśmy się, o co chodzi.

Kiedy ziemia jest bardzo gorąca,

żuki częściej tańczą, i podczas tańca

wycierają dolną część pyszczka.

Sądziliśmy, że chodzi
o termoregulację.

Może robią to po to,

żeby strząsnąć gorącą ziemię
i poślinić pysk,

żeby ochłodzić głowę.

Zaprojektowaliśmy parę takich aren.

Jedna była gorąca, druga zimna.

Tę przysłoniliśmy,
tę zostawiliśmy nagrzaną.

Sfilmowaliśmy je termowizorem.

Tutaj widzimy
obraz ciepła tego systemu

oraz to, że kulka łajna jest chłodna.

oraz to, że kulka łajna jest chłodna.

Czyli według tej temperatury

łajno jest przyjemnie chłodne. (Śmiech)

Chcemy porównać temperaturę żuka

z temperaturą podłoża.

Tutaj podłoże ma około 50 stopni.

Sam żuk i kulka mają pewnie

około 30 - 35 stopni Celsjusza,

więc mamy tu dużą kulkę lodów,

którą żuk transportuje
przez gorącą wyżynę.

Nie wspina się, nie tańczy,

ponieważ ma stosunkowo
niską temperaturę ciała.

Mniej więcej taką, jak nasza.

Co ciekawe, ten mały mózg
jest dość chłodny.

Porównajmy teraz,
co się dzieje w gorącym otoczeniu.

Spójrzcie na temperaturę ziemi.

Ma jakieś 55 - 60 stopni Celsjusza.

Patrzcie, jak często żuk tańczy.

Ma nogi rozgrzane do białości.

Kulka rzuca mały cień,

żuk wspina się na nią

i wyciera głowę, próbując się ochłodzić

i na chwilę oderwać
od gorącego piasku.

Później założyliśmy im małe buciki,

bo to był najprostszy sposób
na sprawdzenie,

czy nogi odgrywają rolę
w wyczuwaniu temperatury ziemi.

Tu widać, że w butach
wspinają się na kulkę

dużo rzadziej niż bez nich.

Nazywaliśmy je
fajnymi chłodzącymi butami.

Zrobiliśmy je z masy dentystycznej.

Chłodziliśmy też kulkę łajna,

wsadziliśmy ją do lodówki
i oddaliśmy przyjemnie chłodną

i wtedy wspinały się na nią
dużo rzadziej,

niż gdy miały gorącą kulkę.

Nazywamy to
chodzeniem na szczudłach.

Zachowujemy się podobnie,
kiedy przechodząc przez plażę,

skaczemy na czyjś ręcznik.

"O, przepraszam",

a później przeskakujemy
na inny ręcznik

i w ten sposób
unikamy poparzenia stóp.

Dokładnie to samo robią żuki.

Chcę jeszcze o coś powiedzieć

o tym konkretnym gatunku.

To żuk z rodzaju Pachysoma.

13 gatunków tego rodzaju

ma charakterystyczny zwyczaj.

To jest żuk gnojak. Patrzcie co robi.

Widzicie różnicę?

To nagranie w zwolnionym tempie.

Żuk idzie do przodu

i zabiera ze sobą
kulkę suchego łajna.

To inny gatunek
z tego samego rodzaju,

ale zachowuje się tak samo.

Jest jeszcze jeden ciekawy aspekt

zachowania żuków,
który nas zafascynował,

mianowicie wyszukiwanie
i zaopatrywanie gniazda.

Spójrzcie, jak ten osobnik próbuje

założyć gniazdo.

Nie podoba mu się
pierwsza lokalizacja,

ale wybiera drugą

i po jakiś 50 minutach,
gniazdo jest ukończone,

a on odchodzi po pożywienie

do tej kupki kulek suchego łajna.

Porównajcie drogę od gniazda

i drogę powrotną.

Wyraźnie widać, że droga powrotna

jest o wiele prostsza niż pierwsza.

Odchodząc od gniazda wciąż szuka

jakiejś nowej kulki łajna.

Wracając wie, gdzie jest dom,

i idzie prosto do niego.

To ważne, że nie chodzi
o podróż w jedną stronę,

jak w przypadku większości żuków.
Trasa się powtarza

w tę i z powrotem,
między łajnem a gniazdem.

Teraz zobaczycie

inną południowoafrykańską zbrodnię.
(Śmiech)

Sąsiad kradnie mu jedną z kulek.

To, co tu widzimy,

nazywa się ścieżką integracji.

Ten żuk zna miejsce,

w którym jest dom,
wychodzi na zawiłą ścieżkę

w poszukiwaniu jedzenia,
a gdy je znajdzie,

wraca prosto do domu.
Dokładnie wie, gdzie.

Może to robić na dwa sposoby,

co można zbadać
przemieszczając żuka

na nowe miejsce,
gdy jest z dala od domu.

Jeśli kieruje się otoczeniem,
wróci do domu.

Jeśli użyje ścieżki integracji,

nie znajdzie go,
trafi do innego miejsca.

Używanie ścieżki integracji oznacza,

że liczy kroki
lub odmierza odległość.

Wie, gdzie jest dom
i w jakim kierunku się udać.

Jeśli zmienimy jego położenie,
wyląduje w złym miejscu.

Zobaczmy, co się stanie,
jeśli poddamy tego żuka

podobnemu eksperymentowi.

Oto nasz sprytny eksperymentator.

Przestawi żuka,

i zobaczymy co się stanie.

Tu gdzie było pożywienie,
teraz jest dziura.

Przeniesiono je w inne miejsce.

Jeśli żuk orientuje się
obserwując otoczenie,

powinien znaleźć tę dziurę,

bo rozpozna
charakterystyczne obiekty.

Jeśli używa ścieżki integracji,

powinien wylądować
w złym miejscu, gdzieś tu.

Popatrzmy co się stanie,

gdy przeprowadzimy ten test.

Tu jest żuk.

Ma iść do domu
i spójrzcie co się dzieje.

Wstyd.

Nie ma pojęcia, co robić.

Zaczyna szukać domu w dobrej odległości

od jedzenia,
ale jest wyraźnie zagubiony.

Wiemy już, że używa
ścieżki integracji,

żeby odnaleźć drogę,
a bezduszny badacz

najpierw myli mu drogę,
a później go zostawia. (Śmiech)

Mamy do czynienia z grupą zwierząt,

które żeby znaleźć drogę,

używają słońca jak kompasu,

i mają jakiś sposób

na mierzenie odległości.

Wiemy również, że te gatunki

liczą kroki.
Jako drogomierza używają

systemu liczenia kroków.

Jeszcze nie wiemy
czego więcej gnojaki używają.

Czego możemy się
nauczyć od tych zwierząt

o mózgach wielkości ziarnka ryżu?

Wiemy, że mogą pchać kulkę
po prostej linii,

używając znaków na niebie.

Wiemy, że ich taniec
pomaga im w orientacji

i termoregulacji,

oraz że używają systemu
ścieżki integracji,

żeby znaleźć drogę do domu.

Od małego stworzenia
o odpychających gustach

możemy się nauczyć rzeczy,

których my raczej
nie potrafilibyśmy zrobić.

Dziękuję. (Brawa)