据9月25日的《科学》杂志报道说,帮助君王蝶迁徙的24小时不停走动的"时钟"在太阳于天空中移动的时候一直处于运行状态;与过去人们所以为的不同,该"时钟"位于这种蝴蝶的触须之中,而非其脑中。君王蝶在其秋季的从北美不同地区迁徙到墨西哥的过程中,它们会利用太阳的位置来计算它们应该前去的地方,并在一天的过程中,随着太阳位置的改变,其内置的"时钟"会校正它们所做的计算。 君王蝶在其脑中确实也有一个生物钟。人们一般假设这一生物钟是该蝴蝶巡航时的主要计时装置。但在50年前的某些观察表明,该蝴蝶的触须起着更为重要的作用。
为了研究这一问题,Christine Merlin及其同僚用手术方法切除了某些君王蝶的触须,并将这些蝴蝶栓住,接着将它们放在一个飞行模拟器中在户外飞行。 这些蝴蝶失去了它们正常的西南方向的导向,即使它们脑中的时钟分子仍然能够显示正常的时间。 进一步的实验包括了将其它君王蝶的触须用黑色或透明的瓷漆覆盖。这些实验表明,该蝴蝶触须中的生物钟提供了主要的以太阳为罗盘导向的定时机制。 正如一则相关的Perspective所提出的,人们对君王蝶触须中的生物钟与脑中的生物钟之间的联系之确切的性质仍然不清楚。 Merlin及其共同作者说,其它用太阳来导航的昆虫可能也以同样的方法来使用其触须。
原始出处:
Science 25 September 2009:DOI: 10.1126/science.1176221
Antennal Circadian Clocks Coordinate Sun Compass Orientation in Migratory Monarch Butterflies
Christine Merlin, Robert J. Gegear, Steven M. Reppert*
During their fall migration, Eastern North American monarch butterflies (Danaus plexippus) use a time-compensated Sun compass to aid navigation to their overwintering grounds in central Mexico. It has been assumed that the circadian clock that provides time compensation resides in the brain, although this assumption has never been examined directly. Here, we show that the antennae are necessary for proper time-compensated Sun compass orientation in migratory monarch butterflies, that antennal clocks exist in monarchs, and that they likely provide the primary timing mechanism for Sun compass orientation. These unexpected findings pose a novel function for the antennae and open a new line of investigation into clock-compass connections that may extend widely to other insects that use this orientation mechanism.
1 Department of Neurobiology, University of Massachusetts Medical School, Worcester, MA 01605, USA.