Az állatoknak nem kell GPS

Közismert, hogy a postagalambok vissza tudnak térni több száz kilométeres távolságból olyan tájakról is, ahol előtte sohasem jártak. Lenyűgöző az a navigációs képesség, amellyel a vonuló állatok ismeretlen területeket szelnek át egy cél felé haladva. De nem csak a vándormadarak, vagy az óceánokat átúszó bálnáknak és teknősöknek kell nagyszerűen tájékozódniuk, hanem az aprócska hangyáknak, vagy a méheknek is ügyesnek kell lenniük, hogy piciny világuk útvesztőiben ne tévedjenek el.

„A” pontból „B” pontba

Valamennyien éreztük már elveszettnek magunkat egy nagyváros forgatagában, autóutakon, vagy akár egy bevásárlóközpont polcai között is. A legtöbb ember nagyon gyengén tud tájékozódni, ennek bizonyítéka a GPS helymeghatározó eszközök térhódítása, az úton elhelyezett táblák sokasága, amelyek segítsége nélkül csak nagy nehézségek árán tudunk eljutni „A” pontból „B” pontba.

GPS – műholdas térkép























Mielőtt belekezdenénk az állatok navigálási képességének a boncolgatásába, gondoljuk végig, mennyire összetett tevékenységre van szükség a térben való tájékozódáshoz. Ha bárkit is egy ismeretlen területen raknának ki pár óra járásnyira lakhelyétől, aligha lenne ötlete, hogy merre induljon haza. Térképpel és iránytűvel felszerelkezve sem tudna visszatalálni, ugyanis ahhoz, hogy a megfelelő irányba induljon el, tudnia kell azt, hogy hol van éppen, azaz ismernie kell a kiindulási pontot. Vajon az állatok hogyan képesek a navigálás bonyolult műveleteit összehangolni, iránytű, térkép és műholdas helymeghatározó rendszer nélkül?

Hogyan talál haza a macska?

A macskának kiváló a vizuális memóriája, ezért a szabadba kijáró macska jól tud tájékozódni, és nem is szokott elveszni. Közismert dolog azonban, hogy akkor is helyes irányban indul hazafelé, ha több tíz kilométerre elhurcolják otthonától. Ennek bebizonyítására egy német zoológus néhány cirmost dobozba zárva, kacskaringós útvonalat választva, otthonuktól több kilométernyi távolságra lévő mezőre vitt, ahol korábban egy labirintust épített fel. Az útvesztő közepéből huszonnégy folyosó indult ki a szélrózsa minden irányába. A labirintust lefedték, hogy a Nap vagy a csillagok fénye ne segítse a tájékozódást. A macskákat betették a labirintusba, majd hagyták, hogy irányt válasszanak. Az esetek többségében azon a folyosón indultak el az állatok, amerre az otthonuk volt.

Nem mítosz – valóban hazatalál

























Bebizonyosodott, hogy nem legenda az, hogy a macska hazatalál, de hogy hogyan, arra a zoológus nem tudott elfogadható magyarázattal szolgálni. A legkézenfekvőbbnek tűnt, hogy a macskák memóriatérkép alapján tájékozódtak. A tudósok azt feltételezték, hogy az állatok emlékezetükben tárolták a sok kanyart és fordulatot, s folyamatosan korrigálták magukban a hazafelé vezető útvonalakat. Ezt a feltevést is eloszlatta azonban néhány további kísérlet. Utazás előtt ugyanis elaltatták a macskákat, és úgy szállították azokat a kihelyezett labirintusba. A magukhoz tért állatok így is tudták, hogy melyik folyosón kell hazaindulniuk. Viszont nem találtak haza a cicusok, ha mágnest rögzítettek a fejükre. Ebből a kutatók arra következtetnek, hogy a hatodik érzék rejtélyének kulcsa vasból van. A macskák testében feltételezhetően vasoxidot tartalmazó idegi struktúrák, ún. magnetoreceptorok vannak. Ezek térbeli elhelyezkedése a Föld mágneses mezejének a hatását idegi impulzusokra fordítják le, és segítik az állatot a helyes irány kiválasztásában. Természetesen nem elhanyagolható a macskák kiváló hallása sem a hazafelé vezető útirány meghatározásába.

Iránytűs postagalambok

Megfigyelésekkel, kísérletekkel megállapítást nyert, hogy a galambok a Föld mágneses mezejét használják tájékozódásra. Német kutatóknak nemrégiben sikerült kikutatni azt is, hogy miképpen működik a galambiránytű.

Az iránytű a csőrben található



















Bebizonyították, hogy a postagalamb csőre kb. 85 nanogramm vasat tartalmaz. A vasoxidot tartalmazó rendszer szimmetrikusan, 3-3 bőrfoltban helyezkedik el a csőr két oldalán. Az idegsejtek mindegyik foltban három irányból veszik körül ezeket a képződményeket, és a mágneses tér változásait a központi idegrendszerbe továbbítják. Ennek a szervnek a jelenléte és térbeli elhelyezkedése elegendő ahhoz, hogy a csőr iránytűként szolgáljon.

Nemcsak a galambok képesek a mágneses tér érzékelésére. Egyes rovarok, halak, kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök is rendelkeznek magneto-receptorokkal. Kenneth Lohmann, az Észak-Karolinai Egyetemen professzora bebizonyította, hogy az álcserepes teknősök érzékelik a Föld mágneses terét.

Ezek a teknősök Észak-Amerika keleti partjainál költenek, a kikelő kisteknősök pedig azonnal megkezdik nyolcezer kilométeres vándorlásuk az Atlanti-óceánon. Életbevágóan fontos számukra, hogy ne térjenek el az óceáni meleg áramlások irányától, mert a hideg vízben kétségtelenül elpusztulnának. Évek múltán, amikor ivaréretté válnak, visszatérnek Florida partjaihoz, és ott szaporodnak.

Lohmann és munkatársai annak bizonyítására, hogy a Föld mágneses pólusai alapján tájékozódnak a kisteknősök, felállítottak egy tengervízzel töltött medencét. A medence köré elektromos huzalokból egy ketrecet építettek, amelynek segítségével változtatható mesterséges mágneses mezőt tudtak létrehozni. A mágneses tér megváltoztatásakor a teknősök is más irányba kezdtek el úszni. Eredményeik igazolták várakozásaikat: a kisteknősök navigációjára a mágnesesség van hatással.

Tájékozódás a Nap és a csillagok segítségével

A Nap és a csillagok helyzete alapján tájékozódó madaraknak nem elég meghatározni az égtájak irányát, figyelniük kell arra is, hogy az adott napszakban hol helyezkedik el a Nap az égbolton. Vagyis rendelkezniük kell belső iránytűvel és belső órával is. Ez sem elegendő azonban a tájékozódáshoz, ha a madár nem tudja meghatározni a kiindulás helyét. Ennek vizsgálatára Albert Perdeck, a Texas A&M Egyetem kutatója és munkatársai több ezer seregélyt fogtak be Hollandiában, és gyűrűzésük után Svájcban engedték őket szabadon. Az elengedést követő hónapokban számos madarat fogtak be szerte Európában. Miután azonosították a befogott seregélyeket, arra a következtetésre jutottak, hogy az idősebb madarak, amelyek már megtették a vándorutat az előző években, visszataláltak eredeti útvonalukra. Úgy tűnt, elengedésük után felismerték, hogy nem Hollandiában vannak, ezért letértek a megszokott délnyugati irányról, és északnyugat felé fordultak, így eljutva természetes telelőhelyükre. Velük szemben a fiatal egyedek, amelyek abban az évben keltek ki (így nem lehetett tapasztalatuk az útvonalról), nem tudtak arról, hogy áthelyezték őket, és folytatták útjukat délnyugatra, mígnem Spanyolországban kötöttek ki. A kutatók mindezt úgy magyarázták, hogy az útirány genetikailag rögzült a madarakban, de útjuk során megjegyzik a tájat, és a későbbi tájékozódásukhoz felhasználják ezeket az ismereteket.

Akkor most jobbra?




















Az éjjeli vándormadarak tájékozódását kutatva Stephen Emlen, a Cornell Egyetem viselkedésökológusa egy planetáriumot épített, amelyben indigópintyeket vizsgált. Ezek a madarak a csillagok állása alapján tájékozódtak, és repülési irányuk korrigálásához figyelembe vették az idő múlását. Emlen és munkatársai felfedezték, az indigópintyek pontos navigációjukhoz teljes csillagképeket használtak fel. Egyik kísérletükben fokozatosan leoltották a planetárium kupolájába vetített csillagok többségét. A madarak kevesebb csillagot látva egyre pontatlanabbul voltak képesek meghatározni a helyes irányt. A kutatók egy másik vizsgálatuk eredményei alapján arra következtettek, hogy a vonulás iránya öröklött a madaraknál, de az északi irány felismerését meg kell tanulniuk. Ebben a kísérletben a fiatal madarakat úgy nevelték fel, hogy egy megfordított égboltot vetítettek nekik. Amikor ezeket a madarakat reptették a planetáriumban, akkor azok nem tudták az Északi Sarkcsillag alapján meghatározni a repülésük irányát.

Memóriatérképpel a labirintusban

A hangyák felfedező útjuk során újra és újra meghatározzák a hangyaboly irányát. Ehhez vektoriális összeadást végeznek. Az élelemgyűjtés útvonala felrajzolható sok, egymást követő vektor sorozataként. A hangya minden forduló előtt "kiszámolja" a fészek és jelenlegi pozíciója közé húzható vektor irányát, és rögzíti memóriájában. Ily módon a hangyák nem csak a vízszintes, hanem a függőleges síkban is tökéletesen tájékozódnak. Mivel a hangyák memóriája igen korlátozott, így feltételezhetően csak kevés vektort képesek egyszerre észben tartani. Ezért a hangyáknak időről időre törölniük kell memóriájukból a már szükségtelen vektorokat, hogy újabb útvonalat legyenek képesek elraktározni. Ez a törlés a fészekbe való visszatérés alkalmával automatikusan aktivizálódik, és a hangya tiszta memóriával indulhat neki a következő felfedezőútnak.

Vektorok összeadása? Nem gond…


























A hangyák tájékozódását segíti az is, hogy képesek megjegyezni a fészek környezetében lévő tárgyakat, amelyeket segítik a visszatérést a már felfedezett utakra és képesek az ellenkező irányban újra megtalálni a már feltérképezett tápláléklelőhelyet, és társaikat is oda tudják vezetni.

Új kérdések, megválaszolatlan dilemmák lesznek és vannak is az állatok tájékozódását illetően. További kutatómunkára van szükség, hogy kiderüljön, hogyan is működik valójában az állatok tájolási mechanizmusa. A mindenki kíváncsiságát kielégítő válasz még várat magára…