高度に発達した目と複雑な脳のおかげで、人間の手はピアノを弾いたり、メッセージを入力したりするなど、難しい作業も実行できます。しかし驚くべきことに、研究者らが今回発見したように、小さなハトの尾も同様の感受性を持つことができる。繊細な胴目と目の調整のおかげで、蝶は花を狙ってその蜜を飲むことができます。ミニフォーマットでのこの効率性は、ロボット工学にとっても興味深いでしょう。
コップ一杯の水を飲むこと、キーボードで何かをタイプすること、またはスマートフォンを使うことは、私たち人間にとって日常的な作業かもしれませんが、神経系の領域では、それらは最高のパフォーマンスを表します。何かに手を伸ばす前に、まず環境内でその位置を 3 次元で把握し、その情報を最終的に動きを制御する運動システムに渡す必要があります。動き自体も、目で見てさまざまな微調整を行います。
この高レベルのニューロンの「計算能力」により、単純で小さな神経系を持つ昆虫などの無脊椎動物は、そのような複雑な動きを実行することがほとんどできないと以前は考えられていました。むしろ、彼らの動きはより自動化されており、感度が低いと考えられていました。たとえば、カマキリは獲物の動物を見つけると、いつも同じロケットのような動きでその動物に飛びかかり、もう方向転換することはありません。その間に獲物が回避した場合、攻撃は無駄になります。
ハトの尾のためのわらのアクロバット
ただし、ハト (Macroglossum stellatarum) など、科学がもう少し信頼している昆虫もあります。この蛾は蝶と鳥を混ぜ合わせたような見た目をしており、この国の原産でもあります。花の蜜を得るために、ハトは同じ場所でヘリコプターのように長時間ホバリングし、体長の口吻で小さな花の開口部にも侵入します。
コンスタンツ大学のアンナ・シュテクル氏は、「立ったまま、床にある飲料缶の口を長いストローで叩くようなものです」と、この取り組みの難しさを説明する。彼女は、ハクチョウがどのようにしてこの繊細な偉業を達成したかを調査した研究チームの上級著者です。これを行うために、シュテクル氏らは蝶を造花に飛ばし、高速カメラで撮影した。これにより、蝶の体、頭、胴体の正確な位置と、典型的な動きを決定することができました。
私たち人間との類似点がたくさんあります
シュテクル氏と彼女のチームは、ハトの尻尾が私たち人間の指の使い方と同じように鼻を使っていることを発見しました。なぜなら、彼らと同じように、体幹は横に動かすことは困難ですが、前後に約1.5センチメートル動かすことができるからです。したがって、花の中の口吻の大まかな位置決めは、蝶が飛行中にそれに応じて体を揃えることによって行われます。そのとき初めて、幹の小さな動きが引き継がれ、ハトの尻尾が繊細に道を探り、最終的に蜜口に到達すると研究者らは報告している。これを私たち人間に当てはめると、たとえばグラスに手を伸ばすには、まず腕を使って手を所定の位置に配置し、次に各指の微妙な動きを使用する必要があることを意味します。
そして、人間とハトの間には別の類似点があります。私たちと同じように、蝶も鼻を正確に操作するために一貫した視覚情報源として目を必要としているようです。これらが実験でカバーされていた場合、蝶の動きはさらに目的がなく、蜜を見つけるのにかなり時間がかかることになります。一度攻撃を開始すると、その後は常に同じ動きをするカマキリとは異なり、ハトは目を使って動きを継続的に調整するとシュテックル氏らは説明する。
ハトの尾の敏感さは、昆虫のグループの認知能力を回復させるだけでなく、将来のロボットの開発にも役立つ可能性があります。 「例えば、昆虫が蜜を飲むためには、私たちの神経系が利用できる処理能力のごく一部を使い果たさなければなりません」とシュテックル氏は説明する。このような小さいながらも非常に効率的な脳は、ロボット工学でも高い需要があります。しかし、ハトの脳がどのようにして高いパフォーマンスを発揮するのかは、まだ最終的には解明されていない。
出典: コンスタンツ大学;技術記事: 米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2306937121
