Mỗi mùa xuân, hàng tỷ con bướm đêm Bogong (Agrotis infusa) bay hàng trăm kilomet về phía nam đến dãy núi Alps của Úc, được dẫn đường bởi bầu trời đêm phương nam. Việc phát hiện ra rằng chúng có thể định hướng chỉ bằng cách nhìn các vì sao — được công bố trong một bài báo trên Nature ngày 18-6 — khiến loài bướm này trở thành loài không xương sống đầu tiên được ghi nhận sử dụng định hướng thiên thể cho các chuyến di cư đường dài.
“Lần đầu tiên chúng tôi thấy chúng bay dưới bầu trời đêm mà không có bất kỳ tín hiệu nào khác và vẫn bay đúng hướng, chúng tôi đã phải bám chặt lấy mép bàn vì kinh ngạc,” đồng tác giả nghiên cứu Eric Warrant, một nhà côn trùng học tại Đại học Lund (Thụy Điển), chia sẻ.
Bướm Bogong nở từ nhộng ở miền đông nam nước Úc và một số khu vực của New Zealand, rồi bắt đầu chuyến bay dài đến các hang động trên núi mà chúng chưa từng đặt chân đến trước đó. Mùa thu năm sau, chúng bay ngược trở lại để sinh sản rồi chết. “Làm sao mà chúng biết đường đến đó cơ chứ?” Warrant đặt câu hỏi.
Warrant và nhóm của ông giả thiết rằng những con bướm này định hướng bằng cách nhìn vào các vì sao — một khả năng trước đây chỉ được ghi nhận ở con người, chim và có thể cả hải cẩu. Để kiểm tra giả thuyết này, họ bắt những con bướm hoang dã và đưa chúng vào một “mô phỏng chuyến bay” — một ống trụ trong suốt với côn trùng được cột lại bên trong và các chuyển động của chúng được ghi lại trong khi chiếu lên hình ảnh bầu trời sao.
Các nhà nghiên cứu cũng thay đổi trường điện từ bên trong thiết bị để xem liệu bướm có thể định hướng mà không cần tín hiệu từ từ trường. Đồng thời, họ ghi lại hoạt động của các nơron thị giác trong não bướm để tìm hiểu xem chúng có bản đồ nội tại về bầu trời sao hay không.
La bàn thiên thể
Khi không có hình ảnh bầu trời hoặc tín hiệu điện từ, bướm hoàn toàn không thể định hướng. Nhưng khi chỉ có tín hiệu thị giác từ các vì sao, chúng vẫn bay đúng hướng theo mùa. Chúng cũng có thể bay đúng hướng khi chỉ có trường điện từ mà không thấy sao.
Việc có hai “la bàn nội tại” này cho phép bướm định hướng ngay cả trong điều kiện bất lợi như bầu trời nhiều mây che khuất sao hoặc khi có bão từ, theo các nhà nghiên cứu.
Nhóm nghiên cứu còn xác định được các nơron thị giác trong não bướm phản ứng với đặc điểm của bầu trời, bao gồm cả hình dạng của dải Ngân hà. “Điều khiến tôi hào hứng không chỉ là chúng phản ứng với bầu trời — mà còn là đây là những nơron chưa từng được quan sát trước đây,” Andrea Adden, nhà nghiên cứu thần kinh tại Viện Francis Crick (London) và là đồng tác giả của nghiên cứu, chia sẻ. Cô hy vọng sẽ hiểu rõ hơn cơ chế thần kinh tạo ra khả năng định hướng này.
Điều này thật đáng ngạc nhiên, theo Basil el Jundi, chuyên gia sinh học định hướng tại Đại học Oldenburg (Đức), khi mà “một loài côn trùng có bộ não còn nhỏ hơn cả hạt gạo lại có thể làm được điều đó.” Một hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ là tìm hiểu cách loài bướm Bogong tích hợp tín hiệu thị giác và từ trường với nhau. “Ngay cả hệ thần kinh rất nhỏ cũng có thể làm được những điều phi thường,” Warren nói.
Bướm Bogong (Agrotis infusa) sử dụng bầu trời đêm để định hướng hàng trăm kilomet. Ảnh: Tasso Taraboulsi
Bướm Bogong là loài không xương sống đầu tiên được phát hiện sử dụng các vì sao để định hướng. Ảnh: Tiến sĩ Ajay Narendra, Đại học Macquarie
