地球上的每一刻，都是生命遷徙的篇章：角馬成群結(jié)隊穿越非洲塞倫蓋蒂草原尋找新鮮牧場，鮭魚橫跨海洋只為回到故鄉(xiāng)河流產(chǎn)卵，而某些鳥類則隨著季節(jié)變換往返南北。

在漫長的旅程中，動物是如何維持正確方向的？這背后的關(guān)鍵之一，在于它們能夠始終如一地沿著特定方向移動。為此，它們會依靠各種線索，例如風(fēng)向、洋流、太陽，甚至是地球磁場，來完成漫長的遷徙旅程。

如今，一項新發(fā)表于《自然》的研究報道了一種令人驚異的導(dǎo)航方式：澳大利亞特有的布岡夜蛾（

Agrotis infusa

一生一次的長途遷徙

布岡夜蛾是一種標(biāo)志性遷徙昆蟲。每年1月，南半球正處于溫暖的夏日。為躲避澳大利亞東南部的酷熱天氣，數(shù)十億只布岡夜蛾會展開長達(dá)1000公里的遷徙，前往澳大利亞山脈中為數(shù)不多的涼爽山洞。

每年1月，數(shù)十億只布岡夜蛾會從澳大利亞東南部各地起飛，最遠(yuǎn)的甚至來自昆士蘭州東南角和維多利亞州西部，一路向南遷徙，它們的旅程通常長達(dá)1000千米——若按身體長度換算，相當(dāng)于人類繞地球兩圈。（圖/Eric Warrant）

在昏暗的洞穴中，布岡夜蛾緊緊依偎在一起，每只都把頭埋進前面那只的翅膀下方，共同進入一種被稱為“夏眠”的休眠狀態(tài)。它們小巧的身體像一層柔軟的棕色地毯，覆蓋在巖石表面。每平方米的巖壁上竟密密麻麻地棲息著約1.7萬只布岡夜蛾。

在酷熱的天氣下，布岡夜蛾在澳大利亞山脈的洞穴中緊貼巖壁夏眠，以躲避酷熱。（圖/Eric Warrant）

布岡夜蛾的生命周期只有一年，因此它們一生中只進行一次遷徙往返。在經(jīng)過3~4個月的夏眠之后，它們會飛離山脈，返回繁殖地，在產(chǎn)下后代后，隨即結(jié)束自己的一生。

換言之，它們前往的是一個自己從未去過的地方。那么，它們是如何知道該去哪里、朝哪個方向前進，以及何時到達(dá)目的地的呢？

星光導(dǎo)航

在早期的一項研究中，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，布岡也蛾具備感知地球磁場的能力，并據(jù)此維持遷徙方向。但動物在導(dǎo)航時很少只依賴單一的感官線索。研究人員想到，在布岡夜蛾的飛行過程中，還能“看見”頭頂?shù)囊箍铡?/p>

幾年前，研究人員在澳大利亞新南威爾士州的雪山地區(qū)建立了一個專門的實驗室。為了觀察布岡夜蛾是否會單獨使用星空進行定位，他們用燈光陷阱捕捉了正處于遷徙途中的布岡夜蛾，然后將它們放入實驗室中的一個飛行模擬器中。

在這個裝置中，他們在屋頂投影出一幅高度逼真的澳大利亞星空，并可以通過設(shè)置磁線圈來精確調(diào)控磁場。為了確保布岡夜蛾不會依賴地磁導(dǎo)航，他們會利用磁線圈屏蔽掉飛行模擬器中的磁場。

夜空的朝向決定了布岡夜蛾的飛行方向。當(dāng)研究人員投射出隨機分布的星圖時，布岡夜蛾也隨之失去導(dǎo)航能力。（圖/Dreyer et al. / Nature）

實驗結(jié)果令研究人員大吃一驚：在僅依靠投影澳大利亞星空的情況下，布岡夜蛾就可以識別并遵循其“祖?zhèn)鳌钡倪w徙方向。當(dāng)星空被旋轉(zhuǎn)180°時，它們也會掉頭飛向相反的方向。而一旦星空的分布被隨機打亂，它們就會迷失方向，失去原有的導(dǎo)航能力。

這表明，當(dāng)無法依靠其他線索時，布岡夜蛾能憑星空辨別方向。這是目前已知的首個具備這種能力的無脊椎動物。此前，只有人類和某些夜間遷徙的鳥類被證實能夠通過星空導(dǎo)航。

然而與鳥類相比，布岡夜蛾非常微小——它們的腦體積只有米粒的十分之一大，眼睛也僅幾毫米寬。在如此微小的感知器官條件下完成復(fù)雜導(dǎo)航，著實令人驚嘆。

腦中的星空識別器

在進一步的研究中，研究人員探究了布岡夜蛾腦中與星空導(dǎo)航相關(guān)的機制。他們讓布岡夜蛾暴露在模擬夜空中，并緩慢地旋轉(zhuǎn)投影的星空圖（360度），同時記錄它們?nèi)齻€腦區(qū)的神經(jīng)元活動。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，某些神經(jīng)元在特定的星空角度下電活動最強，特別是在它們朝向南方時。這意味著布岡夜蛾的神經(jīng)系統(tǒng)能識別星空，并將其轉(zhuǎn)化為飛行方向的信息。

雙重導(dǎo)航系統(tǒng)

接下來，研究人員將這個飛行模擬器搬到實驗室后方的小山上，置于真正的夜空之下。當(dāng)星空晴朗時，布岡夜蛾果然能夠準(zhǔn)確朝向其既定的遷徙方向飛行。

而在一個天氣突變、烏云密布、星星完全被遮擋的夜晚，布岡夜蛾依然保持了正確的方向感。當(dāng)時，唯一可用的線索只剩下地球磁場，這意味著，在星光消失的情況下，布岡夜蛾會改為啟用地磁導(dǎo)航。

這一發(fā)現(xiàn)表明，布岡夜蛾配備了“雙重導(dǎo)航”系統(tǒng)——一個基于星空，一個依賴地磁。有兩個導(dǎo)航系統(tǒng)總比一個更可靠——當(dāng)一個失靈時，另一個可以接管。這正是自然賦予它們強大導(dǎo)航能力。

遷徙昆蟲的共同特征？

這項研究極大地拓展了我們對動物導(dǎo)航機制的理解，也展示了自然選擇如何塑造出如此巧妙而精準(zhǔn)的導(dǎo)航策略，幫助各類生物準(zhǔn)確抵達(dá)它們的目的地。

越來越多研究表明，大多數(shù)動物都采用多重導(dǎo)航機制。例如，帝王蝶也被認(rèn)為具備類似的雙導(dǎo)航系統(tǒng)，這表明“雙重導(dǎo)航”或許是昆蟲遷徙系統(tǒng)的通用特征。

#參考來源：

https://theconversation.com/migrating-bogong-moths-use-the-stars-and-earths-magnetic-field-to-find-ancestral-summer-caves-each-year-259361

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01709-5

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09135-3

#圖片來源：

封面圖&首圖：Ajay Narendra, Macquarie University