Маркус Бёрн: Танец навозного жука

У навозного жука мозг размером с рисовое зерно. Однако когда дело касается перемещения источника питания — экскрементов животных — домой, он демонстрирует невероятный интеллект. Как? Всё это сводится к танцу.

Это помёт,

и сегодня я хочу разделить с вами

свою страсть к помёту,

возможно, это будет трудно сделать,

но я думаю, что увлекательным
для вас может быть то,

как эти маленькие насекомые
ведут себя с помётом.

У этого насекомого мозг

размером с рисовое зерно и, тем не менее,
оно может делать такие вещи,

о которых мы с вами
даже и подумать не могли бы.

И всё это развито в основном для того,
чтобы управляться с источником пищи,

которым является навоз.

Вопрос только в одном:
с чего начать эту историю?

Скорее всего, лучше начать с конца,

потому что это отходы других животных,

которые, однако, всё ещё
содержат питательные вещества.

А этих питательных веществ
там достаточно

для поддержания жизнедеятельности
навозных жуков.

Таким образом,
навозные жуки питаются навозом

и их личинки тоже.

Они полностью вырастают в навозном шаре.

В Южной Африке живёт
около 800 видов навозных жуков.

Во всей Африке — 2 000 видов навозных жуков,

а во всем мире их около 6 000 видов.

Так что, судя по жукам, навоз весьма хорош.

Если вы не готовы видеть навоз под ногтями

и копаться в нем, то вы никогда не увидите

90% видов навозных жуков,

потому что они заползают прямо в навоз,

точнее под него,
и затем курсируют вверх-вниз

между навозом на поверхности земли

и гнездом, которое они делают под землёй.

Главный вопрос — что они делают с данным материалом?

Большинство навозных жуков скручивают
навоз в нечто похожее на свёрток.

10% видов формируют шарик,

выкатывают его из навозной кучи

и, как правило, прячут этот шарик
подальше от источника навоза.

Этим жукам свойственен
определённый тип поведения,

с помощью которого
они перекатывают свои шарики.

Вот это гордый владелец
красивого навозного шара,

Как видите, это самец —

у него есть волоски на задней части лапок

и он явно доволен тем шариком,
на котором восседает.

Но скоро он станет жертвой

злобного разбоя. (Смех)

И это явный признак того,

что навоз — очень ценный ресурс.

А за ценными ресурсами
нужно присматривать

и определённым образом охранять.
Мы предполагаем,

что именно по этой причине
жуки перекатывают навозные шарики:

из-за конкуренции

в борьбе за навоз.

Таким образом, эта куча навоза...
ну, это была куча навоза

за 15 минут до того,
как была сделана эта фотография.

Это приводит нас к выводу,
что именно высокая конкуренция

заставляет навозных жуков приспособиться

к технике перекатывания навозных шариков.

Вот на этом снимке насекомое,

передвигающееся по африканской степи.

Его голова опущена вниз.
Он пятится назад.

Это конечно очень причудливый способ
перемещения еды в определённом направлении.

Это должно быть связано с жарой.

Это Африка. Там жарко.

А сейчас я хочу поделиться с вами

некоторыми экспериментами,
которые мы с коллегами

провели для того,
чтобы исследовать, как навозные жуки

справляются с этими проблемами.

Посмотрите на этого жука:

я бы хотел обратить
ваше внимание на две вещи.

Первое — как жук справляется

с препятствием на своём пути.
Смотрите — он слегка пританцовывает,

а затем продолжает
двигаться в том же направлении,

в котором двигался изначально.

Пританцовывает и опять движется
в том же направлении.

Ясно, что это насекомое знает,
куда направляется

и куда он хочет идти,

а это очень, очень важная вещь,

потому что, если представить себе,
что ты находишься на куче навоза,

ты отхватил большой куш,
который нужно от всех спрятать,

и самый быстрый способ это сделать —
движение по прямой.

Мы добавили жукам ещё несколько задач:

сделали так, чтобы земля ушла

из-под ног. И смотрите на его реакцию.

У этого насекомого только что
земля ушла из-под ног.

Его повернули на 90 градусов.

Но он не вздрогнул.
Он точно знает, куда ему идти,

и идёт в таком же направлении.

Таким образом,
возник наш следующий вопрос:

как они это делают?

Что они делают?
И мы заметили ключ к разгадке.

Время от времени они взбираются на шарик

и смотрят вокруг.

И на что вы думаете, они смотрят,

забираясь на шарик?

Какие явные сигналы
это насекомое могло бы использовать

для ориентировки? Самое очевидное — то,

что насекомое смотрит на небо. Мы подумали:

зачем жук смотрит в небо?

Он явно смотрит на солнце.

Мы провели классический эксперимент —

мы переместили солнце по отношению к жуку.

Мы отгородили солнце

и начали двигать его с помощью зеркала

в совершенно другом направлении.

Посмотрите, что теперь делает жук.

Он делает пару маленьких па,

и снова направляется туда,

куда шёл изначально.

Что теперь? Ясно одно — эти насекомые
ориентируются по солнцу.

Солнце для них является
очень важным ориентиром.

Но солнце светит не всегда —

на закате оно прячется за горизонтом.

И вот что тогда происходит в небе:

в ночном небе отражается поляризованный свет,

который мы не можем видеть
из-за устройства нашего глаза.

Но ведь солнце за горизонтом — вот здесь.

И мы знаем, что когда оно за горизонтом,

например, на этой стороне,

то с севера на юг
по небу проходит огромный луч

поляризованного света,
который мы не видим,

а жуки видят.

Так как же это проверить? Очень легко.

Берём большой поляризационный фильтр,

помещаем жука под него,
и фильтр повернут на нужный угол

по отношению к поляризованному свету в небе.

Жук выходит из-под фильтра

и поворачивает направо,

потому что снова оказывается под небом,

по которому ориентировался первоначально,

а потом опять перестраивается

и движется в исходном направлении.

Таким образом, ясно, что жуки
могут видеть поляризованный свет.

Хорошо, что у нас получается на данный момент?

Что делают жуки?
Они перекатывают шарики.

Как они это делают? По прямой.

Как они умудряются
двигать их по прямой?

Они смотрят на ориентиры в небе,

некоторые из них
мы с вами не можем видеть.

Но как они улавливают
эти небесные ориентиры?

И это был следующий вопрос,
который нас интересовал.

Есть одна интересная черта
в поведении жука — танец, —

которую мы сочли важной,
потому что, смотрите:

насекомое время от времени останавливается,

и потом снова
движется в нужном направлении.

Так что же они делают
во время своего танца?

Как далеко мы можем переместить жуков,
прежде чем они переориентируются?

В этом эксперименте
мы заставили жуков двигаться

по лабиринту, как вы видите,
мы не заставляли его

двигаться именно по этому лабиринту,

мы постепенно
перемещали жука на 180 градусов,

пока он не начал двигаться
в совершенно противоположном направлении

по отношению к тому,
куда двигался изначально.

Давайте понаблюдаем за его реакцией,

вот он пересекает черту 90 градусов,

и продолжает двигаться...
когда он доползёт сюда,

то будет на 180 градусов
в противоположном направлении.

Посмотрите на его реакцию.

Пританцовывая, он поворачивается,

и направляется обратно.
Он точно знает, куда идти.

Он точно знает, в чем проблема,

и также точно знает, как её решить,

и его танец выступает
в роли переходного периода в поведении,

который позволяет ему переориентироваться.

Так что это всё танец.
Однако просидев много лет,

в африканских зарослях
и наблюдая за навозными жуками в жару,

мы заметили ещё одну особенность их поведения,

связанную с танцем.

Время от времени,
когда жуки залезают на шарик,

они протирают лицо.

Видите, он снова это делает.

Мы задумались: что же он делает?

Земля очевидно очень горячая,
а когда земля горячая,

жуки начинают пританцовывать чаще,
и когда они это делают,

то протирают нижнюю часть лица.

Мы подумали, что это может быть
способом терморегуляции.

Мы подумали, что делая это, они стараются

взобраться подальше
от горячей земли и остудить голову

собственной слюной.

Итак, мы соорудили пару площадок.

Одна горячая, другая холодная.

Мы затенили одну площадку,
а другую оставили разогретой.

Затем мы установили за ними
наблюдение с помощью тепловой камеры.

Итак, посмотрите на этот тепловой снимок,

здесь видно появляющийся

из кучи навоза прохладный навозный шар.

То есть если посмотреть на температуру
здесь, истина заключается в том, что

навоз прохладен. (Смех)

Теперь интересно сравнить температуру

жука с температурой поверхности.

Температура поверхности здесь
около 50 градусов по Цельсию.

У самого жука и шарика температур где-то около

30-35 градусов по Цельсию,

значит это прекрасный большой шарик мороженого,

который жук сейчас
перекатывает по горячей степи.

Жук не заползает на шар
и не пританцовывает, потому что

у него достаточно низкая температура тела.

Практически такая же, как у нас с вами.

То есть насекомому прохладно.

Но вот что происходит в жаркой среде,

посмотрите на температуру почвы.

Она достигает 55-60 градусов по Цельсию.

Посмотрите, как часто жук начинает танцевать.

Посмотрите на его передние лапки.
Они просто накалены.

Итак, шар отбрасывает небольшую тень,

жук взбирается на шарик,

протирает лицо и пытается охладиться,

а также избежать горячего песка,
по которому идёт.

Мы решили одеть маленькие сапожки
на лапки жука,

потому что таким образом
можно было проверить,

участвуют ли лапки
в определении температуры почвы.

И посмотрите: здесь, в сапожках,
жук забирается на шар

намного реже, чем без них.

Мы назвали сапожки охлаждающими.

Мы сделали эти сапожки
из стоматологического материала.

Мы также охладили навозный шар

в холодильнике, и дали прохладный шар жукам,

они забирались на него гораздо реже,

чем на горячий шар.

Это называется встать на ходули.
Это поведение при тепловом воздействии.

Мы тоже так делаем, когда идём по пляжу,

Мы прыгаем на полотенце, даже на чужое...

«Ой, извините, я прыгнул на ваше полотенце».

И потом прыгаете ещё на чьё-нибудь,

таким образом, вы не обожжёте себе ступни.

Жуки делают то же самое.

Однако я хочу поделиться с вами
ещё одной историей.

Есть определённый вид жуков

из рода Pachysoma.

В этом роде 13 видов, и я думаю,

вам будет интересно их поведение.

Это навозный жук.
Смотрите, что он делает.

Вы видите разницу?

Обычно они не ползают так медленно.
Это замедленная съёмка.

Насекомое ползёт вперёд,

и тащит за собой шарик сухого навоза.

Это разные виды одного рода,

у которых одинаковое поведение
в добывании пищи.

Ещё один интересный аспект

в поведении навозных жуков:

жук добывает корм
и снабжает своё гнездо продовольствием.

Посмотрите на этого жука,
он пытается

сделать гнездо.

Первое место ему не пришлось по вкусу,

и он выбрал второе.

Через 50 минут гнездо готово,

и он начинает добывать корм
и снабжать гнездо продовольствием

в виде кучки шариков сухого навоза.

Обратите внимание на его путь из гнезда,

и сравните с тем,
как он возвращается в гнездо.

По большому счёту видно,
что путь к гнезду

намного прямее, чем из гнезда.

По пути из гнезда жук всегда высматривает

новый навозный шарик.

По пути обратно он знает, где его дом,

и идёт прямо к нему.

Здесь важно заметить, что это
не путешествие в одну сторону,

как у большинства навозных жуков.
Путешествие многократно повторяется

туда и обратно
от источника пищи к гнезду.

Смотрите, сейчас будет

ещё одно южноафриканское преступление.
(Смех)

Его сосед крадёт
один из навозных шариков.

То, что мы здесь видим,

называется интегрирование по пути.

Здесь у жука есть дом,

из которого он выползает
и направляется по извилистому пути

в поисках пищи, и найдя её,

возвращается домой по прямой.
Он точно знает, где его дом.

У жука есть два способа,
как это сделать,

и мы можем это проверить,
переместив жука

в другое место с продовольствием.

Если насекомое использует земные ориентиры,
то оно найдёт свой дом.

А если жук использует, то,
что называется интегрирование по пути,

то он не найдёт дом и приползёт
в неправильное место.

В случае использования
интегрирования по пути

жук считает шаги или измеряет
расстояние в этом направлении.

Он знает месторасположение дома и знает,
что дом должен быть в том направлении.

Если жука переместить,
то он приползёт не в то место.

Итак, давайте посмотрим, что произойдёт,

если провести с этим жуком такой эксперимент.

Вот наш хитрый экспериментатор.

Он перемещает жука,

и сейчас мы увидим, что же случится.

Вот норка. Здесь был корм.

Его переместили в новое место.

Если жук использует
ориентиры на местности,

то он сможет найти норку,

потому что он узнает ориентиры вокруг неё.

Если жук использует
интегрирование по пути,

тогда он приползёт сюда —
в неправильное место.

Итак, давайте посмотрим, что произойдёт,

когда мы проведём эксперимент с жуком.

Вот он там.

Он собрался домой
и смотрите, что происходит.

Стыд и срам.

Жук не имеет понятия, что случилось.

Жук начинает искать дом
на правильном расстоянии

от корма, но он совсем потерялся.

Теперь мы знаем, что это насекомое
использует для ориентации интегрирование по пути,

а жестокий экспериментатор

направляет жука влево и оставляет.
(Смех)

Итак, мы видим,
что есть группа насекомых,

которые используют компас,
в качестве компаса выступает солнце,

которое позволяет жукам сориентироваться,

у них есть своего рода система

для измерения расстояния.

Также мы знаем, что эти виды

считают шаги.
Они используют это как одометр —

систему подсчёта шагов для поиска дороги домой.

Мы ещё не знаем, что используют навозные жуки.

Что же мы узнали о насекомых,

имеющих мозг размером с рисовое зерно?

Мы знаем, что они могут
перекатывать шарики по прямой,

используя небесные сигналы.

Ещё мы знаем, что танец —
это поведенческая черта

для ориентации в пространстве и терморегуляции,

а также мы узнали, что они используют
систему интегрирования по пути

в поисках дороги домой.

Итак, у маленького насекомого, имеющего
дело со столь противным материалом,

мы можем узнать очень много вещей,

которые для нас с вами невозможны.

Спасибо за внимание. (Аплодисменты)