指南針怎麼變成gps?如果你身在野外，沒有GPS、地圖或指南針，你會如何判斷方位？對于習慣于使用工具的人類而言，根據大自然的線索認路是一件困難的事情許多動物在這一點上完勝人類，包括頭朝下倒退着推糞球的屎殼郎近日，《昆蟲學年鑒》上發表的一篇論文綜合論述了蜣螂（俗稱屎殼郎）如何借助日光、風向、銀河和月亮偏振光判斷方位，以便高效将糞球滾走，我來為大家講解一下關于指南針怎麼變成gps?跟着小編一起來看一看吧!

指南針怎麼變成gps

如果你身在野外，沒有GPS、地圖或指南針，你會如何判斷方位？對于習慣于使用工具的人類而言，根據大自然的線索認路是一件困難的事情。許多動物在這一點上完勝人類，包括頭朝下倒退着推糞球的屎殼郎。近日，《昆蟲學年鑒》上發表的一篇論文綜合論述了蜣螂（俗稱屎殼郎）如何借助日光、風向、銀河和月亮偏振光判斷方位，以便高效将糞球滾走。

該研究由來自瑞典和南非的科學家合作完成。研究第一作者、瑞典隆德大學生物學家瑪利·達克長期研究屎殼郎導航問題，曾因此獲得2013年搞笑諾貝爾獎生物學和天文學獎項。

“參照太陽方位推動糞球”不是埃及傳說

全世界已知的蜣螂大約有8000多種，大部分蜣螂會挖地道将糞便運走，隻有約600種蜣螂有滾糞球的習性。它們把糞球當作食物或求偶的禮物，雌性也會将卵産在糞球中，确保後代一出生就能吃上新鮮的糞。

因為同類之間經常發生搶劫事件，快速把糞球推到安全的地方很重要。“在南非，屎殼郎簡直能讓大象糞便活起來，一個糞堆裡就能有成百上千隻屎殼郎，而且它們還會互相沖撞，試圖搶走糞球。”研究共同作者、隆德大學神經行為學家埃裡克·沃倫特說，“所以它們一定不希望繞了一圈又回到鬧哄哄的糞堆去。它們會朝着任意方向沿直線走，盡快離開現場。”這段路程的時間相對固定，大約是6分鐘。

走直線其實比我們想象的要困難。2009年的一項研究曾經讓人類在德國的森林中和撒哈拉沙漠裡行走，發現在看不到太陽的時候，人們就會原地繞圈。如果蒙上眼睛，人們甚至會圍繞一個直徑20米左右的圈子打轉。在其它動物身上也能觀察到相似現象，這是因為步态不對稱等原因導緻的。那麼，蜣螂是怎麼走直線的呢？

屎殼郎在古埃及被稱為聖甲蟲。古埃及人相信，太陽被屎殼郎推動着滾過天空，便有了日升日落。赫拉波羅還提出，屎殼郎會參照太陽方位将糞球從西推向東。但直到2003年，科學研究才證實了這個結論。

達克和南非金山大學的研究者們研究了5種蜣螂，發現它們在自然環境下通常朝着太陽的方向滾糞球。而如果他們用鏡子反射太陽，同時遮擋真正的太陽，實驗場地中的蜣螂就會朝着鏡中太陽的方向跑。還有研究使用LED作為“人造太陽”，也得出了相似的結論。

最新研究發現，如果用紙闆做一頂寬邊太陽帽，戴在蜣螂頭上遮擋光線，它們的路線就會變得彎彎曲曲。

可借助風向和夜間天象判斷方向

如果在中午，太陽處于高點，蜣螂要怎麼判斷方位呢？2019年的一項研究發現，南非的一種蜣螂可以根據風向判斷方位。這種蜣螂生活在卡拉哈裡沙漠，這裡每到正午就會刮起強風，這是因為上午太陽将地面烤熱後熱空氣上升導緻的。達克推測它們可能利用觸角感知風向。

實驗表明，如果将兩台桌面風扇面對面放置，開啟其中一台，實驗場地上的蜣螂就會選定一個方向滾糞球。而如果中途關掉這台風扇，開啟對面的風扇，蜣螂就會掉頭朝反方向走去。換言之，它們并不在意風具體朝哪個方向吹，而是隻将風向作為判斷方向的參考，并且假定風向短時間内不會發生改變。而且一旦過了正午，太陽不再處在正上方，它們就會無視風向，重新将太陽作為主要的參考線索。

除了借助陽光和風向判斷方位，蜣螂還掌握着更酷炫的技能：夜觀天象。研究團隊在南非約翰内斯堡的天文館，利用模拟星空觀察蜣螂的行為，證實銀河的方向能夠影響蜣螂的行走路徑。

蜣螂還是第一個被發現使用月亮偏振光導航的動物。在遇到大氣層中的微粒時，太陽光或月光會發生散射，産生偏振光，也就是光的波動方向一緻，這會在天空中形成一種固定的、類似指南針的紋樣。此前科學家已知蜜蜂、螞蟻等昆蟲會利用太陽偏振光導航，而月光偏振光的亮度隻有太陽光的百萬分之一。

達克等人注意到，一種夜行性的蜣螂隻有在月明之夜才能走直線。為了确認蜣螂确實使用月亮偏振光進行導航，他們使用一塊闆子遮擋，讓蜣螂無法直接看到月亮，并使用偏光鏡将月光扭轉90度。蜣螂一個急轉彎，驗證了研究者的猜想。

其他研究還表明，蜣螂不會依靠地面上其他物體判斷方位。研究共同作者、瑞典斯德哥爾摩大學的埃米利·貝爾德說，這可能是因為蜣螂沒有固定的巢穴，而是不斷從一個糞堆流浪到另一個糞堆，記住地面環境對它們來說沒什麼幫助。

研究者們希望最終能夠理解蜣螂導航的神經機制。他們正在把蜣螂和借助地面環境線索導航的金龜子進行對比，并試圖理解蜣螂導航過程中的神經電活動，這需要為它們佩戴一個迷你“腦電帽”。他們還發現，在搓好糞球之後蜣螂不會馬上出發，而是會爬上糞球停留數秒鐘，四處張望。他們推測這個行為可能是為了快速掌握環境線索。（編譯戚譯引 據環球科學）

來源： 科技日報

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