苍蝇是怎么找到好吃的？科学家使用VR（虚拟现实）工具模拟自然环境， 发现苹果实蝇可以利用视角和运动视差来感知复杂背景下物体的深度， 然后向距离更近的目标靠近 。 同时， 它们还会结合气味和风向来定位食物来源 。 这些研究（昆虫的飞行和导航）将为害虫防治、农作物授粉、虫媒病预防等实际问题提供重要参考 。
作者 | 夏至 日本大阪大学研究员
编辑 | 张昊
昆虫的飞翔能力彻底地征服了全球绝大部分的天空， 也让它们进化为物种多样性最为复杂的种群， 没有之一 。 据估计， 昆虫构成了全球百分之八十的多细胞生物 。 一直以来， 人类都对昆虫大脑控制它们进行飞行的机制感到好奇 。 无数的谜团始终没有彻底揭开 。 例如， 昆虫是如何导航的？它们的视觉发达到了怎样的程度？它们仅仅依赖视觉能否分清食物和威胁？气流和气味会不会影响昆虫的运动倾向？
最近， 印度科学家在实验室中为昆虫搭建了一套豪华VR“娱乐”系统， 它们只要扇动翅膀就能在其中畅游 。 这个虚拟的世界中， 有它们最爱的食物， 也有好闻的香味和可以借力的气流， 它们可以在显示屏前一刻不停的飞上几个小时 。 听起来有点玄乎， 不过问题来了， 大费周章的兴建这么一套昆虫VR系统， 到底有没有十足的必要性， 我们又能从中获取什么有意义的信息呢 。
豪华VR平台和口味特殊的客人
对于普通蝇类而言， 想在自然条件下完成对它们导航和觅食行为的研究基本是不可能完成的任务 。 首先， 显而易见的困难在于蝇类的体型实在太小了， 现有的追踪技术根本跟不上它们的飞行和转向速度， 更不用说监测它们的视野和感官了 。
另外， 更重要的原因是， 它们在食物方面的兴趣爱好实在过于广泛， 任何食物都可能成为它们的飞行标的， 以至于在实验室中根本无法厘清它们运动的动机和目的到底是什么 。 以中东地区常见的水果害虫——地中海实蝇为例， 从腐烂的水果、蔬菜、面包、猫粮甚至厨余垃圾， 它们完全不会挑三捡四 。
而苹果实蝇则是一种食谱极为挑剔的物种， 它们只对一种食物有兴趣， 那就是（苹果树上的）苹果 。 苹果实蝇的一生都围绕着苹果度过， 它们栖息在果园中， 在苹果上吃喝拉撒， 交配产卵 。 除了异性， 苹果是这个世界上对它们而言唯一有意义的事物 。 这种从进化角度而言非常不思进取的偏食行为简直能把达尔文气得活过来 。 不过， 对于昆虫行为研究来说， 它们却是珍贵的模式动物 。
我们常说的没头苍蝇乱撞， 讲的就是昆虫飞行路线以及目的的不可预测性 。 要想对其进行研究， 就得有足够简单的模型 。 VR系统和苹果实蝇提供的正是足够简化的研究平台和研究对象， 简直是天作之合 。
苹果实蝇， 作者：Joseph Berger, Bugwood.org
"几个小时都停不下来"——昆虫VR系统的用户体验
之前的几十年里， 科学家们已经摸清了不少苹果实蝇的进食癖好 。 例如喜欢什么形状的树？爱吃哪个品种的苹果？什么味道更容易吸引它们？这些看似有些不太着调的研究却为如今的苹果实蝇VR系统提供了绝佳的创作依据 。
这项研究的负责人说：“我们出于对昆虫这个种群的兴趣和热爱以及它们对于地球生态系统的重要性而开展这项研究， 因此我们一直在小心地对待它们， 并且我们希望这份虔诚能够帮助人类了解它们那小而神秘的大脑 。 ”
实验过程中， 苹果实蝇被固定在仪器正中的位置， 它们的行动虽然会受到一定程度的约束， 但是绝非被细针刺穿这么残忍， 而是通过胶水将一根很长的细针固定在它们的胸部外骨骼上， 位置类似于人体的两块肩胛骨中间 。
推荐阅读
- 中美科学家揭秘西班牙神秘鸟足迹
- 神庙为什么要杀范闲 神庙杀范闲的原因
- 端午的来历 端午节怎么来的
- 获奖感言简短 简短获奖感言
- 动态壁纸怎么设置为电脑桌面
- 泰国考虑为外国游客提供免费机票
- 科学家发现几十种基因 对于人类进化具有关键作用
- 我国科学家精准“删除”动物特定记忆
- bizhub是什么打印机名称是什么 bizhub是什么打印机
- 科学家绘制出全球首张人类细胞图谱