آیا حیوانات برای جهت‌یابی از ستارگان استفاده می‌کنند؟

بیش از یک دهه پیش و در یک شب بدون ماه، متخصصان بینایی حیوانات از دانشگاه لوند سوئد، در طی تحقیقات خود در آفریقای جنوبی به یک کشف غافلگیرکننده دست یافتند.

محققان سوسک‌های سرگین غلتان را تماشا می‌کردند، این سوسک‌ها در حال حرکت و حمل توده‌ سرگین بزرگ‌تر از ابعاد خودشان بودند. به نظر می‌رسید که سوسک‌ها می‌توانند بطور قابل توجهی بچرخند و جهت‌یابی کنند؛ این در حالی بود که هیچ راهنمایی برای آن‌ها وجود نداشت.

یک محقق در این باره می‌گوید:« ما در ابتدا فکر کردیم شاید آن‌ها از دوربین‌های ما برای مسیریابی استفاده می‌کنند یا شاید کسی در جایی آتش روشن کرده است؛ ما واقعا گیج شده بودیم.» محققان سپس متوجه شدند که سوسک‌ها به راهنمایی با فاصله  100000 سال نوری از زمین هدایت می‌شوند.

ما انسان‌ها به استفاده از ستارگان برای پیشرفت و زندگی عادت کرده‌ایم. ستارگان باعث شدند که ما بتوانیم از دریاها عبور کنیم و محرکی برای کشف‌های بعدی انسانی در سطح زمین شدند که این کشف‌ها بعداً به ما اجازه داد با راکت‌ها و فضاپیماهای خود به سمت آن‌ها حرکت کنیم و اطلاعات زیادی را برای آیندگان به جای بگذاریم. کهکشان راه شیری در فرهنگ‌های مختلف، زمینه‌ای برای داستان‌های مربوط به رودخانه‌ها ، درختان، خدایان، مارها و البته اکتشاف بود و از گذشته چه در افسانه‌ها و چه در اکتشافات ستارگان نقش مهمی را بر عهده داشتند. اما انسان‌ها تنها تماشاکننده این شاهکار نیستند.

پژوهشگرانی معتقدند که بخش وسیعی از دنیای حیوانات هم وابسته به ستارگان هستند و چراغ‌های شهرها بر این وابستگی اثرگذار هستند. جدیدترین مطالعات این تیم  نشان داد که سوسک‌های سرگین غلتان در زیر آسمانی با آلودگی نوری دچار سردرگمی شدند. مجموعه تحقیقاتی که به وسیله دانشمندان مختلف در این زمینه انجام شد نشان می‌داد که آسمان همانگونه که برای انسان‌ها منبع اطلاعات به شمار می‌رود، برای سایر زمینی‌ها هم جزئی معنادار از حیات است.

این آزمایش‌ها همان چند سوال دشوار را ایجاد می‌کردند: آیا حیوانات می‌توانند ستاره‌ها را ببینند؟ آیا حیوانات می‌توانند از ستاره‌ها استفاده کنند؟ وقتی این موجودات وجود ستاره را از دست می‌دهند چه تفاوتی در رفتار آن‌ها به وجود خواهد آمد؟

فک‌های ستاره‌شناس

در دهه ۱۷۸۰، ستاره‌شناسان ویلیام و کارولین هرشل آسمان را برای یافتن سحابی‌ها جستجو کردند و برخی از آن‌ها شبیه صدف‌‌های دریایی مارپیچی بود. در دهه ۱۹۲۰ ادوین هابل، با  یک تلسکوپ عظیم کشف کرد که کهکشان راه شیری، مارپیچ‌های آندرومدا و هرشل جزایری کهکشانی در دریای وسیع گیتی هستند.

در اواسط دهه ۲۰۰۰، نیک، یک فک محقق در کلن آلمان، در گنبد آسمان‌نما شروع به همکاری با سایر دانشمندان کرد و علاوه بر ماهی به اکتشافات مهمی دست پیدا کرد.

نیک، زمانی وارد سالنامه تاریخ نجوم شد که گیدو دهنهارت، زیست شناس دریایی در همان دانشگاهی که نیک تحصیل می‌کرد، در حال مطالعه نحوه جهت‌گیری پستانداران دریایی بود. دکتر دهنهارت و همکارش ماوک در حال بررسی این موضوع بودند که چه چیزی باعث حرکت پستانداران در آب‌های آزاد می‌شود؟ آیا چیزی در بیرون از اقیانوس راهنمای آن‌ها است؟

برای آزمایش مهارت‌های نجومی یک فک، دکتر ماوک یکی از بهترین و چشم‌گیرترین آزمایش‌ها را طراحی کرد تا بتواند اثر ستارگان و به طور کلی آسمان را در زندگی فک‌ها بفهمد.

در اولین آزمایش نیک (فک شماره یک) باید با یک لوله بدون لنز از آسمان دیدن می‌کرد. هنگامی که نیک نقاط روشن و درخشان مانند ناهید ، شعرای یمانی و قطبی به چشم می‌خورد، او دست و پا زدن خود را به طور مداوم متحرک نگه می‌داشت. به گفته محققان، او نمی‌توانست بسیاری از ستاره‌های ضعیف را شناسایی کند و یا حتی آن‌ها را ببیند، اما بسیاری از نقاط دیدنی و درخشان آسمانی هنوز هم برای او قابل رویت بودند و با دیدن آن‌ها شروع به جست و خیز و حرکت می‌کرد.

ماوک برای اثبات ایده خود این بار آزمایشی کامل‌تر و بزرگ‌تر را طراحی کرد. این بار دو فک برای شرکت در این آزمایش دعوت شدند؛ نیک و برادر باهوش‌تر نیک به اسم مالته.

آزمایش در استخر باغ وحش کلن شروع می‌شد ، فک‌ها وارد گنبدی با عرض حدودا ۴ متر شدند که لبه آن روی حلقه‌ای شناور قرار داشت. در قسمت‌های داخلی این گنبد آسمان‌نما ۶۰۰۰ ستاره شبیه سازی شده وجود داشتند. آن‌ها بلافاصله شروع به حرکت و دست و پا زدن کردند؛ دهنهارت در آن موقع از خود می‌پرسید که آیا این فک‌ها می‌دانند که دقیقا چه چیزی دیده‌اند؟

ابتدا محققان از یک نشانگر لیزری برای هدایت فک‌ها استفاده کردند و با لیزر به جایی در لبه گنبد که نزدیک‌ترین شعرای یمانی و صورت فلکی کلب قرار داشت، اشاره کردند. اگر فک روی آن شنا کرد و آن بخش از  گنبد را با پوزه خود لمس کرد، ماهی دریافت خواهد کرد. سپس اشاره‌گر مستقیماً به سمت شعرای یمانی نشانه رفت. دوباره وظیفه فک این بود که به سمت ستاره شنا کند و نقطه‌ای را که در لبه گنبد و در واقع مستقیماً در زیر آن قرار دارد را لمس کند.

در بخش بعدی آزمایش محققان از لیزر استفاده نکردند تا بفهمند صرف نظر از جهت‌گیری پروژکتور، آیا هر دو فک در نهایت می توانند در جهت شعرای یمانی شنا کنند؟ نیک، فک ستاره‌شناس، ۱۱ جلسه طول کشید تا دیوار را درست در زیر شعرای یمانی لمس کند. اما مالته این کار را در اولین جلسه انجام داد. دکتر دهنهارت معتقد بود مالته فک باهوشی است.

آن‌ها با توجه به مقاله‌ای که در سال ۲۰۰۸ تالیف شده بود استدلال کردند که فک‌هایی که از آب‌های آزاد عبور می‌کنند، می‌توانند از ستاره قطبی برای راهنمایی سفر خود و جهت‌یابی استفاده کنند.

نقش ستاره قطبی در مهاجرت

فک‌ها ممکن است به وسیله ستارگان راهنمایی شوند و یا جهت‌گیری آن‌ها مستقل از ستارگان باشد  اما برخی از پرندگان قطعاً به وسیله ستارگان راهنمایی می‌شوند؛ همانطور که بیش از نیم قرن آزمایش محقق استفان تی املن نشان داده است.

در اوایل دهه ۱۹۶۰، دکتر املن، که در آن زمان دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه میشیگان بود آزمایشی را برای کشف حقیقت اصلی در پشت مهاجرت زردپره نیلی طراحی کرد؛ البته اکنون دکتر املن استاد برجسته‌ای در کرنل است. دکتر املن در اوایل دهه ۱۹۶۰ و در نزدیک غروب پرندگان زردپره نیلی را به آسمان‌نما می‌برد تا در آن جا بتواند به نتیجه‌ای مهم دست یابد و نقش ستارگان را در فرآیند مهاجرت آن‌ها بفهمد.

زردپره نیلی پرنده‌ای مهاجر است که اغلب در شب‌ها پرواز را شروع می‌کند و می‌تواند تا ۳۰۰۰ کیلومتر به پرواز خود ادامه بدهد. دکتر املن نشان داد که اگر زردپره‌های نیلی، ستاره‌ها را ببینند، به گونه‌ای شروع به تحرک و پرش می‌کنند که به نظر می‌رسد آن‌ها می‌دانند کدام طرف شمال است.

در این‌جا لازم است بگوییم که از گذشته انسان‌ها نیز برای جهت‌یابی  از ستاره قطبی و صورت فلکی مجاور شمال (مثل صورت فلکی دب اکبر) استفاده می‌‌کردند.

اما دکتر املن با سوال دیگری مواجه بود؛ آیا باقی حیوانات هم دقیقا از ترفند انسان برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند؟ آیا اگر ستاره قطبی را در آسمان نما پوشانده شود، پرندگان زردپره نیلی  هنوز می‌توانند شمال را پیدا کنند؟ جواب مثبت بود.

اما اگر او فقط صورت فلکی دب اکبر یا فقط ذات‌الکرسی را بپوشاند چه خواهد شد؟ این حالت بعضی از آن‌ها توانستند جهت‌یابی کنند و برخی از آن‌ها نتوانستند شمال را پیدا کنند. اگر همه صور فلکی مجاور ستاره شمالی را با هم پاک کنیم، پرندگان گم خواهند شد و قادر نیستند که جهت‌گیری کنند.

بعدهاً دکتر املن زردپره‌های نیلی جوان که تازه لانه خود را ترک کرده بودند را برای آزمایشی دیگر استفاده کرد. دکتر املن در طول تابستان  پروژکتور آسمان‌نما را به گونه‌ای تغییر داد که آسمان به جای ستاره قطبی، به دور آلفای شکارچی، دومین ستاره پرنور صورت فلکی جبار می‌چرخید.

اما این پرندگان به اشتباه فکر می‌کردند که آلفای شکارچی همان ستاره قطبی است و آن را دنبال می‌کردند؛ این موضوع نشان می‌داد که جهت‌یابی در ژن این پرندگان وجود نداشت بلکه طی فرآیند یادگیری و کسب تجربه به وجود آمده بود. با این آزمایشی که بر روی فک‌ها، پرندگان و سرگین غلتان انجام شد؛ بی شک نمایان بود که ستارگان در زندگی موجودات دیگر سیاره زمین نیز بسیار اثرگذار هستند و می‌توانند عنصری مهم در زندگی این موجودات محسوب شوند.

در آزمایش سرگین غلتان، پس از رسیدن به یک مکان هموار، سرگین غلتان بر روی توده غلتان خود می‌ایستد و اطراف را نگاه می‌کند. محققان معتقدند که این همان لحظه‌ای است که این سوسک جهت را می‌سنجد و مسیر خود را به سمت مقصد ادامه می‌دهد.

اما تصور سوسک‌های سرگین از ستارگان با چیزی که انسان‌ها می‌بینند متفاوت است؛ چشم‌های مرکب این سوسک‌ها ستارگان را مثل یک حباب در آسمان مشاهده می‌کنند؛ اما همین چشم‌ها نسبت به چشم‌های انسان‌ها نسبت به اجسام تیره مانند الگوهای ناهموار راه شیری حساس‌تر هستند.

پس از این که سوسک‌های سرگین غلتان مسیر و اطراف را مورد بررسی قرار دادند؛ سوسک، توده سرگین خود را به مدت چند دقیقه در یک خط مستقیم و در یک سیر تصادفی می‌چرخاند (به نظر می‌رسد این امر به این دلیل است که احتمال برخورد دو سوسک و جدال آن‌ها را به حداقل برساند ). داک گفت:« به نظر می‌رسد که چرخش سوسک‌ها باعث نمی‌شود که آن‌ها مسیر اصلی را گم کنند و از مسیر منحرف شوند بلکه ضمن چرخش هنوز هم می‌توانند مقصد خود را به کمک آسمان پیدا کنند.»

اما نتیجه این آزمایش به هین جا ختم نشد. محققان می‌خواستند بدانند که رفتار سوسک‌های سرگین غلتان در شهرها چگونه است؛ کلان‌شهرها پر از آلودگی نوری هستند. بنابراین دکتر فاستر و داک شروع به طراحی همان آزمایش در محیط‌های شهری کردند. دکتر داک و فاستر با این سوال مواجه بودند که اگر سوسک‌های سرگین غلتان را در محیط شهری آزمایش کنیم، آیا آن‌ها با هم با همین قاطعیت می‌توانند مسیر خود را پیدا کنند؟

آن‌ها دو پاسخ برای این سوال پیدا کردند که هیچ کدام خوب نبود. هنگامی که در مسیر سوسک آلودگی نوری وجود داشت، سوسک به سمت آن نور درخشان‌تر جهت‌گیری می‌کرد، مثل چراغ‌های موجود در سطح شهر. در واقع سوسک‌ها فکر می‌کردند که چراغ‌های نورانی سطح شهر ستاره هستند و این موضوع روی تصمیم‌گیری آن‌ها برای جهت‌گیری اثرگذار بود.

در آسمان‌های حومه شهر که اثری از ستاره نبود و آسمان کاملا تیره به نظر می‌رسید این جهت‌گیری گیج‌کننده‌تر بود به این صورت که سوسک‌ها فقط در یک مسیر دایره‌ای شکل می‌چرخیدند و قادر نبودند که مسیر خود را از آسمان پیدا کنند؛ چون راهنمایی برای آن‌ها در آسمان وجود نداشت.

این تاثیر وجود و عدم وجود ستاره بر زندگی سوسک‌های سرگین غلتان، فک‌ها و زردپره نیلی انکار نشدنی بود؛ در صورت وجود آلودگی نوری و کاهش میدان دید، این حیوانات دچار سردرگمی می‌شدند و نمی‌توانستند به درستی در مسیر مناسب خود قرار بگیرند. زردپره‌های نیلی جوان تجربه کافی برای یافتن ستاره قطبی را نداشتند و با دیدن آلفای شکارچی به اشتباه افتادند، سرگین‌های غلتان شهری قادر نبودند فعالیت‌های روزمره خود را بدون دیدن آسمان انجام بدهند و فک‌ها بدون لیزر هم می‌توانستند شعرای یمانی را پیدا کنند.

نتیجه تقریبا واضح بود اما دانشمندان هنوز هم به تحقیقات بیشتری نیاز دارند بنابراین مطالعات بر روی رفتار جانوران هنوز هم پایان نیافته است به صورتی که امروزه هم آزمایشگاه دانشگاه لوند سوئد محل زندگی تعدادی از سوسک‌های سرگین غلتان است که گاهی در گنبد‌های آسمان‌نما مورد ازمایش قرار می‌گیرند تا الگوهای پنهانی رفتاری آن‌ها برا انسان‌ها آشکار بشود.

دکتر املن پس از آزمایش آلفای شکارچی تعدادی از پرندگان زردپره نیلی جوان را در آزمایشگاه خود نگهداری کرده بود و امیدوار بود که آن‌ها در بهار و هنگام مهاجرت باز هم بتوانند از ستاره شمالی برای جهت‌گیری استفاده کنند.

متاسفانه مالته چند وقت قبل درگذشت اما برادرش نیک هنوز هم همراه با محققان به آزمایش‌های دیگری می‌پردازد و توانسته است تحقیقات زیادی را انجام بدهد و به نتایج جالبی دست پیدا کند. این فک در آزمایشگاهی در نزدیکی دریای بالتیک زندگی می‌کند. شب‌ها او و دیگر فک‌ها به مشاهده آسمان و ستارگان می‌پردازند اما دهنهارت باور دارد که هنوز هم نمی‌دانند که نیک و باقی فک‌ها که صحنه آسمان و ستارگان را می‌بینند از آن استفاده می‌کنند یا خیر.