作者:Roy Ritzmann 来源:《当代生物学》 发布时间:2016/7/22 10:15:55
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“小强”也有GPS

 

蟑螂头部也有定位系统。图片来源:Adrienn G. Varga

美国凯斯西保留地大学研究人员发现,老鼠、人类和蟑螂的头部似乎有相似的GPS,以便其在新环境中导航。相关报告近日发表于《当代生物学》期刊。科学家称,该发现可能是趋同进化的一个案例:不同动物发育出相似系统解决相同问题。

该研究试图通过进一步研究蟑螂,揭晓人类分析方向的感知能力以及如何进行导航。研究负责人、生物学教授Roy Ritzmann说:“我们知道哺乳动物到达一个陌生环境,短时间内可能迷失方向,但它们很快会找到正确的路径。”

人类和其他哺乳动物依赖头部方向辨识区域,处理、集成和升级感官信息。这些线索来源于它们看到的指示。“定向产生空间记忆,因此动物能回到某地,或去喜欢的地方、离开厌恶的地方。”该论文第一作者、博士生Adrienn G. Varga说。

该研究小组重复进行多次实验,在老鼠头部发现导航细胞,同样的,他们发现蟑螂也具有类似的头部导航能力,具有语境线索处理能力。

研究人员记录了蟑螂大脑“中央复合体”区域的细胞活性。实验中蟑螂被放入试管中。之后每只“小强”被放置在顺时针或者逆时针转向的一个平台上,平台被黑色墙壁包围着,仅有一个可移动的标志物——白色小方块。之后这些蟑螂在30度增量条件下,被旋转360度,4~6次进行顺时针和逆时针旋转,最终这些动物迷失了方向。

虽然蟑螂缺少内耳结构,但是它们会使用类似前庭的系统提供方向线索。研究人员发现,与人类相似,当遭遇顺时针和逆时针旋转时,蟑螂这些细胞的活性不同。但Varga表示,它们经过短暂的迷失方向后,“很快就能恢复方向导航”。

当白色卡片被插入墙壁时,这些细胞最活跃,因为卡片为蟑螂提供了视觉标志物。之后,研究人员将金属片罩在蟑螂头部,然后转动它们,失去视力的蟑螂的中央复合体依然被激活。

研究人员还预测,几乎所有的动物,从节肢动物到人类,都有类似的导航系统。(来源:中国科学报 张章)

 
 
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