สนามแม่เหล็กของโลก

Pirouettes เป็นผู้นำ ก่อนที่มดจะออกไปหาอาหาร มันต้องปรับเทียบระบบนำทางเสียก่อน เพื่อจุดประสงค์นี้ แมลงจะแสดงพฤติกรรมที่ค่อนข้างแปลกประหลาดในช่วงสองถึงสามวัน: พวกมันทำสิ่งที่เรียกว่าการเรียนรู้การเดินเพื่อสำรวจบริเวณใกล้เคียงของทางเข้ารัง และมักจะหมุนแกนลำตัวในแนวดิ่งในขณะที่ทำเช่นนั้น การบันทึกวิดีโอด้วยความเร็วสูงแสดงให้เห็นว่ามดหยุดซ้ำๆ สิ่งที่พิเศษเกี่ยวกับระยะหยุดที่ยาวที่สุดของระยะเหล่านี้ก็คือ ในขณะนี้ มดมักจะมองย้อนกลับไปที่ทางเข้ารัง แม้ว่าพวกมันจะมองไม่เห็นรูเล็กๆ บนพื้นดินก็ตาม นักวิจัยจากศูนย์ชีวภาพแห่งมหาวิทยาลัยเวือร์ซบวร์กได้ค้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจว่ามดทะเลทรายใช้สนามแม่เหล็กโลกเป็นสัญญาณบอกทิศทางในระหว่างการเดินทางสอบเทียบเหล่านี้ ความสามารถนี้ไม่เคยเป็นที่รู้จักมาก่อนสำหรับมดทะเลทราย Pauline Fleischmann และ Robin Grob ผู้ช่วยวิจัยของศาสตราจารย์ Wolfgang Rössler ซึ่งดำรงตำแหน่งประธานสาขา Zoology II ที่ศูนย์ชีวภาพแห่งมหาวิทยาลัย Würzburg ได้ทำการทดสอบในช่วงฤดูร้อนปี 2017 นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบการทดลองร่วมกับศาสตราจารย์ Rüdiger Wehner จาก สถาบันวิจัยสมองแห่งมหาวิทยาลัยซูริค และนักฟิสิกส์ วาเลนติน มุลเลอร์ จาก มหาวิทยาลัยเวิร์ซบวร์ก พวกเขานำเสนอผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร Current Biology ฉบับปัจจุบัน Wolfgang Rössler อธิบายว่า "ในขณะที่พวกมันกำลังหาอาหาร มดทะเลทรายจะออกไปห่างจากรังของมันหลายร้อยเมตร โดยเดินตามเส้นทางไซน์ที่มีวงขนาดใหญ่ เมื่อพวกมันพบอาหารแล้ว พวกมันจะกลับมาที่ทางเข้ารังเป็นเส้นตรง" Wolfgang Rössler อธิบายถึง ความสามารถในการเดินเรือที่น่าอัศจรรย์ของมด นักวิจัยรู้อยู่แล้วว่ามดอาศัยตำแหน่งของดวงอาทิตย์และจุดสังเกตเป็นตัวชี้นำทิศทางและรวมข้อมูลนี้เข้ากับขั้นตอนที่เดินทาง การทดลองในกรีซ อย่างไรก็ตาม ผลการวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่ามดทะเลทรายยังมองกลับไปที่ทางเข้ารังระหว่างเดินเรียนรู้โดยไม่มีข้อมูลแสงอาทิตย์หรือภูมิทัศน์ Pauline Fleischmann กล่าวว่า "สิ่งนี้จุดประกายความคิดที่ว่าแมลงอาจนำทางโดยใช้ สนามแม่เหล็ก โลกเป็นสัญญาณนำทาง เช่นเดียวกับนกบางชนิด" Pauline Fleischmann กล่าว เพื่อยืนยันสมมติฐานของพวกเขา นักวิจัยได้เดินทางไปทางตอนใต้ของกรีซ ซึ่งเป็นถิ่นกำเนิดของมด Cataglyphis พวกเขานำขดลวด Helmholtz สูง 1.5 ม. ติดตัวไปด้วย กระแสที่กำหนดผ่านขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เกือบจะเป็นเนื้อเดียวกันและทราบแน่ชัดระหว่างขดลวด สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถศึกษาพฤติกรรมของมดทะเลทรายระหว่างการเดินเรียนรู้ในที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติภายใต้สภาวะควบคุม ผลลัพธ์ที่น่าแปลกใจ ผลลัพธ์ที่ได้นั้นชัดเจน: เมื่อนักวิทยาศาสตร์เปลี่ยนทิศทางของสนามแม่เหล็ก มดทะเลทรายไม่ได้มองไปที่ทางเข้ารังจริงอีกต่อไป แต่หันไปทางตำแหน่งใหม่ที่คาดเดาได้ นั่นคือทางเข้ารังสมมติ Wolfgang Rössler อธิบายว่า "การรวมเส้นทางของพวกมันทำให้พวกมันมีเวกเตอร์ใหม่ไปยังรังตามข้อมูลของสนามแม่เหล็ก" Wolfgang Rössler อธิบาย นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่าพวกเขาประหลาดใจกับการค้นพบนี้ พวกเขากล่าวว่าแม้ว่ามดแต่ละสายพันธุ์จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กภายใต้เงื่อนไขบางประการ แต่ความจำเป็นและอิทธิพลที่แตกต่างต่อการนำทางของมด Cataglyphis เป็นสิ่งที่คาดไม่ถึง ด้วยผลลัพธ์นี้ นักวิจัยได้ "เปิดประตูบานใหม่ซึ่งทำให้เกิดคำถามเพิ่มเติมมากมาย" หนึ่งในนั้นคือ: "มดทะเลทรายใช้ความรู้สึกแม่เหล็กเมื่อใด" อาจเป็นไปได้ว่าพวกเขาพึ่งพามันแล้วในช่วงสัปดาห์แรกของชีวิตที่พวกเขาใช้ชีวิตอยู่ใต้ดิน ท้ายที่สุด เครื่องช่วยเดินเรือก็มีประโยชน์มากในความมืดสนิท แต่นี่เป็นเพียงสมมติฐาน ณ จุดนี้ น่าสนใจสำหรับประสาทวิทยา วิทยาการคอมพิวเตอร์ และวิทยาการหุ่นยนต์ คำถามที่สองที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการแก้ปัญหาก็คือ มดจะสลับไปมาระหว่างสัญญาณนำทางต่างๆ ได้อย่างไร เช่น ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ จุดสังเกต และสนามแม่เหล็กหรือไม่ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าผู้หาอาหารที่มีประสบการณ์จะเรียนรู้การเดินซ้ำเมื่อถูกบังคับให้ทำเช่นนั้น เช่น โดยการเปลี่ยนสภาพแวดล้อมที่ทางเข้ารัง อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีความชัดเจนว่าพวกมันอาศัยสัญญาณสนามแม่เหล็กอีกครั้งในกรณีนี้หรือไม่ หรือว่าพวกมันใช้เข็มทิศสุริยะในระหว่างการเดินทางหาอาหาร และท้ายที่สุด มีคำถามที่ครอบคลุมว่าเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กอยู่ที่ไหนและทำงานอย่างไร จากข้อมูลของ Wolfgang Rössler คำถามนี้จะพาคุณเจาะลึกเข้าไปในสาขาการวิจัยทิศทางและการเดินเรือในแมลง สมองมดที่มีขนาดเล็กพอๆ กันจัดการเก็บข้อมูลการนำทางเกี่ยวกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็ก และจุดสังเกตได้อย่างไร และรวมข้อมูลนี้เข้ากับข้อมูลระยะทางจากตัวนับจำนวนก้าวได้อย่างไร Rössler เชื่อว่าคำถามนี้ไปไกลกว่าการวิจัยพฤติกรรมและประสาทวิทยาศาสตร์ และยังเป็นที่สนใจอย่างมากสำหรับวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิทยาการหุ่นยนต์ด้วย