他们把帽子和风扇放在蜣螂身上 只是想知道它们要把粪球滚到哪里
在阴沟里仰望星空，不会迷路。
编译 戚译引
如果你在野外，没有GPS，没有地图，没有指南针，你会如何判断自己的位置？习惯于使用工具的人类很难根据自然的线索找到自己的路。很多动物在这一点上打败了人类，包括屎壳郎，他把粪球往后推。最近在《昆虫学年鉴》(《昆虫学年度评论》)上发表的一篇论文，综合论述了屎壳郎如何借助太阳光、风向、星系和月亮的偏振光来判断自己的方位，从而高效地滚走粪球。
这项研究是由瑞典和南非的科学家完成的。该研究的第一作者、瑞典隆德大学的生物学家玛丽戴克(Marie Dacke)长期研究屎壳郎的导航，并于2013年获得搞笑诺贝尔生物学和天文学奖。
一个
俗称屎壳郎，泛指金龟子科中的金龟子科。世界上已知的屎壳郎有8000多种，大部分都是挖地道运粪的，只有600左右的屎壳郎有滚粪球的习惯。它们用粪球作为食物或求偶礼物，雌性也在粪球中产卵，以保证后代出生时能吃到新鲜的粪便。
因为同类中抢劫比较频繁，所以把粪球快速推到安全的地方非常重要。“在南非，屎壳郎可以让大象的粪便活起来。该项研究的合著者、隆德大学的神经行为学家埃里克普莱斯说：“粪堆里有数百只蜣螂，它们会相互碰撞，试图带走粪球，所以它们肯定不想四处走动，回到喧闹的粪堆里。他们会向任何方向直走，尽快离开现场。”行程时间相对固定，6分钟左右。
走直线其实比我们想象的要难。2009年，一项研究让人类受试者在德国森林和撒哈拉沙漠中行走，发现当他们看不到太阳时，人们会原地转圈。如果蒙上眼睛，人们甚至会围着一个直径约20米的圆转。类似的现象在其他动物身上也可以观察到，这是步态不对称造成的。那么屎壳郎怎么走直线呢？
2
屎壳郎在古埃及被称为圣甲虫。古埃及人认为，当太阳被屎壳郎驱赶着滚过天空时，就有了初升的太阳和落日。Horapollo还建议屎壳郎会参考太阳的位置从西向东推粪球。但是直到2003年，科学研究才证实了这个结论。
达科大学和南非威特沃特斯兰德大学的研究人员研究了五种蜣螂，发现了它们在自然环境下通常朝着太阳的方向滚粪球.如果它们用镜子反射太阳，遮挡住真实的太阳，实验地点的蜣螂就会朝着镜子里的太阳方向跑。其他研究也曾用LED作为“人造太阳”，并得出类似的结论。
在最新的研究中，作者补充说，如果宽边太阳帽由纸板制成，戴在屎壳郎的头上挡住光线，它的路线就会变得弯曲。
三
如果中午太阳在最高点，屎壳郎如何判断自己的位置？2019年的一项研究发现，一种南非屎壳郎(Scarabaeus拉马克)可以在根据风向判断方位.使用。这种屎壳郎生活在卡拉哈里沙漠，那里每天中午都会刮大风，这是由早上太阳加热地面后上升的热空气引起的。达克推测它们可能会用触角来感知风向。
实验表明，如果两个桌面风扇面对面放置，其中一个打开，实验现场的屎壳郎就会向一个方向滚动粪球。如果半路关掉风扇，打开对面的风扇，屎壳郎就会掉头往相反的方向走。换句话说，它们并不在意风具体朝哪个方向吹，而是只将风向作为判断方向的参考,又假设风向不会在短时间内改变。而一旦过了中午，太阳不再正上方，他们就会忽略风向，再次以太阳为主要参考线索。
四
蜣螂除了利用阳光和风向判断方位外，还有一个更酷的技能：晚上看天空。这项研究的合著者、南非威特沃特斯兰德大学的马库斯伯恩(Marcus Byrne)回忆了这项研究的灵感来源：“我们完成了一天的工作，坐下来喝啤酒，夜晚笼罩着卡拉哈里沙漠，银河在头顶上。然后我们其中一个人说，如果我们能看到银河系，他们一定能。”
研究小组在南非约翰内斯堡天文馆观察了屎壳郎的行为，证实了银河系的方向可以影响屎壳郎的行走路径。这项研究使蜣螂“在一战中成名”，成为已知第一种会利用银河导航的动物,也获得了2013年的搞笑诺贝尔奖。
屎壳郎或第一个被发现使用月亮偏振光导航的动物.当遇到大气中的粒子时，阳光或月光会散射产生偏振光，即光会向同一个方向波动，形成类似天空中指南针的固定图案。此前，科学家知道蜜蜂、蚂蚁等昆虫会利用太阳偏振光导航，而月光偏振光的亮度只有阳光的百万分之一。
Dacke等人注意到，夜间活动的屎壳郎(Scarabaeus zambesianus)只有在有月亮的夜晚才能直线行走。为了确认蜣螂真的是利用月亮的偏振光导航，他们用一块木板遮挡住蜣螂直接看到月亮，用偏光镜将月光扭曲90度。屎壳郎急转弯，验证了研究者的猜想。
五
其他研究表明，该研究的合著者、瑞典斯德哥尔摩大学的蜣螂不会依靠地面上其他物体判断方位.艾米丽贝尔德说，这可能是因为蜣螂没有固定的巢穴，而是不断地从一个粪堆游荡到另一个粪堆。记住地面环境对他们没有帮助。
研究人员希望最终了解蜣螂导航的神经机制。他们正在将蜣螂与根据地面环境线索导航的圣甲虫进行比较，试图了解蜣螂在导航过程中的神经电活动，这需要给它们戴上一顶迷你“脑电图帽”。他们还发现屎壳郎摩擦完粪球后不会马上出发，而是爬上粪球，停留几秒钟，四处张望。他们推测，这种行为可能是为了快速掌握环境线索。
借助昆虫导航机制，科学家也许能够为无人驾驶设计出更高效的导航工具。如果以后能上这样的车，别忘了草原上奔跑的屎壳郎。
相关论文：
戴克，m .贝尔德，e .埃尔帝俊，b .权证，e .和伯恩，m .2020。屎壳郎如何直行。Annual Review of Entomology，66(1)。
参考源：
1.https://knowable magazine . org/article/living-world/2020/屎壳郎-臭水沟-凝视-星星
3.http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2013/10/278627.shtm?id=278627
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