Solkompass hos djur
Många djur kan navigera med solen som kompass . Orienteringssignaler från solens position på himlen kombineras med en tidsangivelse från djurets inre klocka .
Det finns bevis för att vissa djur kan navigera med hjälp av himmelska signaler, som solens position . Eftersom solen uppenbarligen rör sig på himlen navigering på detta sätt också en intern klocka. Många djur är beroende av en sådan klocka för att behålla sin dygnsrytm . Djur som använder solkompassorientering är fiskar , fåglar, havssköldpaddor , fjärilar , bin , sandhoppare , reptiler och myror .
Solens kompassorientering använder solens position på himlen som en riktningsguide. Azimuten kan användas tillsammans med solkompassorientering för att hjälpa djur att navigera . Solens azimut kan definieras som riktningen för ett himlaobjekt från observatören, uttryckt som vinkelavståndet från horisontens norra eller södra punkt till den punkt där en vertikal cirkel som passerar genom objektet skär horisonten.
Syftet med solkompassorientering
Solkompassorientering kan användas som en daglig guide för djur, men för vissa, inklusive havssköldpaddor, använder de solen som en migrationsguide. Sköldpaddor använder solens azimutkompensationsschema för att hitta sina specifika häckningsplatser varje år.
Sandhoppare använder solen dagligen för att avgöra var deras hem ligger. Med detta experiment utsattes en grupp sandhoppare för sex timmars artificiellt ljus och deras rörelser övervakades när de exponerades för normalt solljus. Sandhopparens orientering när den slutligen exponerades för normalt solljus visade att deras orientering var avstängd med 90 grader i förhållande till hemmet. Denna studie hjälpte till att visa hur ett artificiellt ljus kan förändra arternas förhållande till solen och hur det kan kasta av sig artens grundläggande riktningsförmågor
När det gäller höga höjder, minskar solkompassen sin precision när den ger information till djur. En studie utfördes för att se om dyngbaggar svarar bättre på orienteringar från solkompassen eller takljuskompassen. Resultaten av denna studie visade att dyngbaggar använder sina ursprungliga lager (dvs solkompass) en majoritet av tiden och sällan använder takkompass.
Fisklarver finner trygghet i korallreven för rovdjur. Det speciella korallrevet är ett som larverna har varit på tidigare. Larven kan känna igen området genom lukten, ljudet och riktningen av det specifika revet. Fisklarver driver bort från revet och simmar för att flytta sina rev. De använder solkompass som ett av sina verktyg. Olika ledtrådar lärs in och kommer ihåg av fisklarven som gör att de kan återvända till sitt rev. Man drog också slutsatsen att inlärningsprocessen sker när fisklarverna är unga och lokaliseringen kan memoreras och bli andra natur. Detta är ett användbart verktyg som hjälper fisklarver att återvända till sina respektive rev.
Ökenmyror använder solkompass som en referens till mängden gångavstånd till sin specifika destination. Myror, som bin, kompenserar för solens dagliga rörelser när den rör sig och roterar runt jorden. De kommunicerar med andra myror som redan har varit ute och baserar sina anvisningar på riktningen de ska gå. Förutom solkompass använder insekter som myror också ett verktyg som kallas azimutal position för solen. Dessa är ytterligare signaler som bestäms av myror och skickas vidare till andra myror när de kommunicerar.
Studier som analyserar solkompassorientering
Sandhoppare (som Talitrus saltator , även kallade sandloppor) är små räkliknande kräftdjur som lever på stränder. När de tas från en strand hittar de lätt tillbaka ner till havet. Ett experiment som beskrevs av Lockley visade att detta inte bara var genom att röra sig nedför eller mot synen eller bruset av havet. En grupp sandhoppare acklimatiserades till en dag/natt-cykel under artificiell belysning, vars tidpunkt gradvis ändrades tills den var 12 timmar ur fas med den naturliga cykeln. Sedan placerades sandhopparna på stranden i naturligt solljus. De rörde sig ungefär 180° från rätt håll ner till havet, uppför stranden. Experimentet innebar att sandhopparna använder solen och sin inre klocka för att bestämma sin kurs, och att de hade lärt sig den faktiska riktningen ner till havet på just sin strand.
Lockleys experiment med manxskärare ( Puffinus puffinus ) visade att när de släpptes "under en klar himmel" långt från sina bon (i Skokholm), orienterade sjöfåglarna sig först och sedan "flög iväg i direkt linje mot Skokholm", vilket gjorde resan snabbt . Till exempel anlände en av fåglarna, som släpptes på Bostons flygplats, till Skokholm 12½ dagar senare; Lockley beräknade att om fåglarna flög 12 timmar per dag måste de ha färdats i 20 miles per timme, sin fulla normala hastighet, så de kunde inte ha avvikit nämnvärt från en rak linje eller letat slumpmässigt efter sin destination. Så här betedde sig fåglarna oavsett om den direkta kursen tog fåglarna över hav eller land. Men om himlen var mulen vid tidpunkten för utsläppet, flög klipporna runt i cirklar "som om de hade gått vilse" och återvände långsamt eller inte alls. Lockley drog därför slutsatsen att det var viktigt för fåglarna att "i det ögonblick de släpptes var solen synlig på dagen, eller stjärnorna på natten". Lockley gjorde inte anspråk på att förstå hur fåglarna visste sin position i förhållande till sin destination, utan observerade bara att de betedde sig som om de visste det.
En studie visade att monarkfjärilar använder solen som en kompass för att styra sin sydvästliga höstvandring från Kanada till Mexiko . Migrerande fjärilar fångades och hölls i cykler på 12 timmars ljus och 12 timmars mörker. En grupps ljus började varje dag klockan 7:00, medan den andra gruppens ljus började 6 timmar tidigare klockan 01:00. Monarkerna hölls i fångenskap i några dagar och släpptes sedan i en flygbur under naturliga dagsljusförhållanden. Detta gjorde att de kunde flyga i den riktning de ville gå samtidigt som de höll dem i testarenan. Fjärilarna som hade sina biologiska klockor inställda på den naturliga höstcykeln (ljusen tändes klockan 7:00) försökte flyga åt sydväst, medan de vars klockor hade ställts om 6 timmar tidigare orienterade sig 90 grader åt vänster.
Fåglarnas förmåga att anpassa sina kompensationsmekanismer så väl till de verkliga förändringarna i solazimut tyder på att respektive processer för förprogrammerad inlärning genererar en solazimut/tid/riktningsfunktion som reflekterar den sanna solazimutkurvan mycket nära. Det tyder på att fåglar registrerar solens riktning med ganska korta intervall och lagrar denna information tillsammans med informationen om tid i deras minne. En studie utförd som testade solkompassens orientering hos duvor visade att djur måste kompensera för solens rörelse med sina interna klockor. Solens azimut spelar en viktig roll för att göra det. Azimuten gör det möjligt för fåglarna att tala om tiden på dygnet och i slutändan bestämma vilken riktning de ska gå av skäl som migration eller möjliga matkällor.
Mekanismer
För vissa djur är solen en form av visuell stimulans som används som ett verktyg för navigering. Som man ser hos fåglar och bin kommer djuret att orientera sin kropp i en viss vinkel i förhållande till solen och tiden på dygnet. Dessa yttre stimuli aktiverar en del av hjärnan (i nödvändighet för navigering och tillåter organismen att justera sin orientering i förhållande till solen). Det vill säga, om djuret lämnar sitt bo på morgonen när solen står lågt på himlen och planerar att gå i en känd riktning, kommer djuret att resa i en viss riktning med solen i en position relaterad till dess kropp ( t.ex. för att resa västerut, kan solen vara på djurets högra sida under navigering). Denna form av navigering är inte så enkel som att observera en stimulans och agera därefter. Studier har visat att djur kan använda andra "trick" som skuggornas längd och riktning för att bestämma var solen befinner sig under tidsförskjutningar och sedan beräkna i vilken riktning de ska resa. Till exempel, ovanför Kräftans vändkrets , kommer solen alltid att vara söderut i sin zenit (högsta punkten) så korta skuggor pekar mot norr. Djur tenderar att införliva flera typer av navigeringstekniker, som magnetisk orientering och landmärken, i sin repertoar för att utföra normal navigering eller för att migrera.
När djur använder solen för kompassorientering måste de kompensera för solens uppenbara rörelse med hjälp av sin inre klocka . Djur associerar solens azimut med tid på dygnet från deras interna klocka och en referensriktning från deras magnetiska kompass.