米国北部で秋にサナギから羽化したオオカバマダラ（ダナウス・プレキシプス）には、厳しい人生が待っている：凍りつく冬から逃れるため、これらの蝶は何百万もの群れで中部の高原にある冬季居住地へ飛ぶ。メキシコ。 1 羽の蝶は最大 3,600 キロメートルまで移動できます。これまでの研究では、蝶が南へ移動する際、主に太陽の方角を向いていることが示されています。蝶は太陽の位置を評価し、これを体内時計の助けを借りて南の方向を決定するために使用します。 「奇妙なことに、空が曇っているときでも、つまり太陽コンパスが実際に機能しない状況下でも、オオカバマダラはさらに南に飛ぶことが観察されています」とマサチューセッツ大学ウースター校のパトリック・ゲラ氏とその同僚は説明する。
力線の傾きが重要
多くの渡り鳥は、方向を知るために地球の磁場を利用することが知られています。しかし、オオカバマダラを使った実験ではまだ決定的な結果は得られていませんでした。だからこそ、研究者らはオオカバマダラの磁気感覚を再び調べたのだ。実験のために、彼らは秋に渡りの準備ができているオオカバマダラを数匹捕獲し、遮蔽された競技場で飛行させました。これは拡散人工昼光で照らされていたため、方向を知るための視覚的な手がかりはありませんでした。アリーナは、異なる強さの磁場と異なる磁力線の傾きを生成できる磁石システムで囲まれていました。地球の磁場では、磁力線は子午線と実質的に平行に伸び、2 つの極のいずれかに近づくほど、地面に対する磁力線の角度は大きくなります。したがって、この傾斜の方向と強さは、赤道に向かって移動しているのか、それとも極に向かって移動しているのかを示します。しかし問題は、オオカバマダラがこのシステムを使用しているかどうかでした。
それを調べるために、研究者らはまず、北半球の実際の状況と同様に、磁力線が北に 45 度傾いた競技場にオオカバマダラを配置しました。実際、太陽の位置に関する情報が不足していたにもかかわらず、蝶は南に飛び始めました。その後、実際のテストが続きました。研究者らは磁力線の傾きを逆転させました。もし蝶が本当にこの磁気情報に従って自分自身の方向を向いているなら、彼らはだまされ、今度は反対方向に羽ばたくことでしょう。 「これは傾斜コンパスの存在を問うリトマス試験紙です」とゲラ氏と彼の同僚たちは言う。
暗闇では機能しません
そして蝶はテストに合格しました。オオカバマダラは南ではなく北に飛び始めました。研究者らが傾きをゼロ（線が地面に平行）に設定した場合、蝶は方向性を欠き、明確な方向を感知できなくなって円を描いて飛び回った。 「これは、秋に飛び立つオオカバマダラが、ウミガメや鳥と同様に、長距離航行に傾斜磁気コンパスを使用していることを示しています」と研究者らは述べた。ただし、この磁気コンパスは、空が曇っている場合によくあることですが、周囲の拡散光に十分な紫外線と青色光が含まれている場合にのみ機能します。別の実験で示されたように、真っ暗闇の中、またはこの380ナノメートルから420ナノメートルの波長範囲がフィルターで除外されると、磁力線が傾いているにもかかわらず、蝶は方向を見失って歩き回ります。どうやら、蝶の触角にある UV センサーが、磁気コンパスのオンとオフのスイッチのような役割を果たしているようです。
「私たちの知る限り、これは長距離を移動する昆虫の傾斜磁気コンパスの最初の証拠です」と研究者らは述べている。この追加のコンパスは、オオカバマダラが不利な気象条件でもメキシコの冬のねぐらにたどり着くのに役立つようです。その後、それらは地球の磁場の磁力線が増加する方向に単純に飛行します。このコンパスが正確にどのように機能するのか、どの器官やセンサーが関与しているのか、なぜ光によってオン/オフが切り替わるのかについては、今後さらに詳細に研究する必要があります。 「しかし、この研究は、オオカバマダラの渡り行動の別の興味深い側面をすでに明らかにしています」とGuerraらは述べた。
