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蟑螂头部“内置GPS”能够在复杂环境导航

蟑螂头部“内置GPS”能够在复杂环境导航

如图所示,蟑螂被放在一个旋转平台上,它们仅能通过黑色墙壁的小白方块作为方向坐标,经过顺时针和逆时针旋转,蟑螂仍能有效地辨识出方向。

据英国每日邮报报道,蟑螂在地球上存活已有3.2亿年,干扰人类生活至少20万年。目前,研究人员最新发现蟑螂具有类似人类的导航能力,它的头部有一个“内置GPS”,可在周围环境中导航,并发现新的寄生地点。

这项发现暗示着不同动物可以进化形成处理类似相同问题的系统,这是趋同进化的一个实例。通过进一步研究蟑螂,将揭晓人类如何分析方向的感知能力,以及如何进行导航。研究报告负责人、美国凯斯西保留地大学生物学教授罗伊-里茨曼(Roy Ritzmann)说:“我们知道哺乳动物到达一个陌生环境,短时间内可能迷失方向,但它们很快会找到正确的路径。”目前,这项研究报告发表在近期出版的《当代生物学杂志》上。

人类和其它哺乳动物依赖于头部方向辨识区域,可以集成化和升级感官信息。里茨曼和博士生安德雷恩-瓦尔加(Adrienn Varga)重复进行多次实验,在老鼠头部发现导航细胞,同样地,他们发现蟑螂也具有类似的头部导航能力,具有语境线索处理能力。

研究人员记录了蟑螂大脑“中央复合体”区域的细胞活跃性,实验中蟑螂被放入试管之中。之后每只被放置在顺时针或者逆时针转向的一个平台上,平台被黑色墙壁包围着,仅有一个可移动的标志物——白色小方块。之后这些蟑螂在30度增量条件下,被旋转360度,4-6次进行顺时针和逆时针旋转,最终达到让蟑螂迷失方向。

虽然蟑螂缺少内耳结构,但是它们会使用类似前庭的系统提供方向线索。专家发现这些蟑螂的细胞活性不同于顺时针和逆时针旋转时期,它们经过短暂的迷失方向之后,很快就能恢复方向导航。

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