每年春天,数以亿计的布冈夜蛾(Bogong moths,学名Agrotis infusa)都会上演一场令人叹为观止的生命壮举:它们从澳大利亚东南部广袤的繁殖地出发,跨越千里,精准抵达高山洞穴,只为躲避酷热的夏季。
布冈夜蛾(图片来源:Dr Ajay Narendra)
对于这种体型微小的昆虫而言,如此长距离的迁徙本身已是奇迹。更令人好奇的是,它们在茫茫夜色中,是怎样找到那些避暑胜地的呢?
最近,瑞典隆德大学埃里克·沃兰特(Eric Warrant)教授团队在《Nature》上刊登的一项研究,为我们揭示了布冈夜蛾这项不可思议的“导航”绝技:原来,这些看似普通的飞蛾,竟然懂得“观星术”!
一生一次的壮丽迁徙:导航之谜的开端
布冈夜蛾是澳大利亚的特有物种,它们的迁徙之旅之所以如此特别,在于它们一生中只完成一次往返,堪称自然界最悲壮的旅程之一。
春季,新羽化的布冈夜蛾从繁殖地启程时,它们的父母早已在产卵后死去。这意味着每一代飞蛾都必须在没有“地图”,也没有“向导”的情况下,精准找到远在千里之外的避暑洞穴。这是怎么做到的?
布岗夜蛾的迁徙路径,春季时,成虫从繁殖地迁徙至高山洞穴(绿色箭头),秋季时返回低地,繁殖、产卵后立即死亡(紫色箭头)
(图片来源:Nature)
沃兰特教授解释,布冈夜蛾的迁徙可以分为三个阶段:最初的长途奔袭阶段,飞蛾需要穿越上千公里的未知领域;接着,当距离目标100公里左右时,它们可能依靠山脉积雪或气压变化来进行巡航;最后才是依靠局部地貌锁定洞穴的精准降落。
布冈夜蛾飞往的澳大利亚阿尔卑斯山地区(图片来源:Eric Warrant)
真正让科学家们感到困惑的,是远在山脉目标进入视野之前的第一阶段导航——它们在广阔的夜空中,究竟依靠什么来辨别方向?
磁场与星空:双重导航的奥秘
在此之前,研究团队已经证实布冈夜蛾能够利用地球磁场作为“罗盘”进行导航。然而,单一的磁场导航并非万无一失。沃兰特教授指出:“局部磁场异常或天体活动都可能造成干扰。”
为了解开这个谜团,研究人员打造了一个奇幻的“飞蛾天文馆”,并将受缚的布冈夜蛾置于一个模拟南半球星空的穹顶空间内,为它们准备了一场特殊的“考试”。
布冈夜蛾会随着星象的变化改变迁徙方向(图片来源:Nature)
实验结果令人震惊:在屏蔽磁场的环境下,蛾群能够根据星图保持正确的迁徙方向;而当星图被南北倒置时,蛾群竟也立即调转了方向。这强有力地证明了布冈夜蛾如同古代航海家一样,具备了利用星象进行导航的能力!
银河指引:夜蛾的“超级视力”
虽然不排除布冈夜蛾能够识别特定星座的可能性,但研究人员认为,它们更有可能是利用银河系进行导航。
他们发现,布冈夜蛾脑部特定的神经元能够识别南半球夜空的银河系光带,以及船底星云所在的明亮区域。
更令人惊奇的是,得益于其独特的复眼结构,布冈夜蛾几乎能够同时感知各个方向的天空景象(除了正后方)。这种“超级视力”让它们在夜间飞行时,能够全方位地捕捉到星光信息,从而准确地判断自己的位置和方向。
南半球夜空的银河系光带360度全景图
(图片来源:ESO/H.H. Heyer)
沃兰特教授坦言,目前尚不清楚这些方向信息是如何编码在微小的蛾脑内的——要知道,布冈夜蛾的繁殖地分布广泛,南飞的方向也不尽相同。令人难以想象的是,这些不到米粒十分之一大小的大脑,却已进化出处理视觉、触觉和磁感应信息的专门区域,再次展现了自然演化的精巧与神奇。
雄性布冈夜蛾大小
(图片来源:Birgit E. Rhode, Landcare Research New Zealand Ltd.)
挑战与未来:气候变化下的“天文导航专家”
在气候正常的年份,约有20亿只布冈夜蛾会通过“阴天靠磁场,星夜观天象”的双重导航机制,成功抵达高山洞穴。当种群数量稳定时,这些适宜度夏的洞穴甚至会“一室难求”,场面蔚为壮观。
前方“密集恐惧症”预警!
在洞穴内避暑的布冈夜蛾群(图片来源:Eric Warrant)
然而,人类活动也给这些“天文导航专家”带来了挑战。澳大利亚首都堪培拉的灯光时常诱使夜蛾大规模迷航。沃兰特教授指出,夜行昆虫的趋光行为其实源于其“背光飞行”的本能——它们误将人造光源当作天空参照物,从而偏离了正确的迁徙路线。
堪培拉夜景(图片来源:Ryan Wick)
更令人担忧的是气候变化的影响。八年前的干旱曾导致布冈夜蛾数量暴跌99%,这不仅对它们自身是毁灭性的打击,也连带危及到以它们为食的山袋貂(Mountain pygmy possum)等濒危物种。
沃兰特教授表示,今年飞蛾数量终于回到了干旱前的水平,但气候变化可能会令干旱愈发频繁,进而对布冈夜蛾和更广泛的生态系统造成严重影响。
可爱的山袋貂(图片来源:John Englart)
布冈夜蛾,它们不懂地图,也没“前辈”领路,却一代一代年复一年穿越千里,靠地磁和“观星术”找到回家的方向。这场生命的迁徙奇迹,也许正提醒我们:守住一片星空,就是对自然最真挚的保护。(刘若冰)
参考文献:
1. https://www.iflscience.com/australian-moth-is-first-known-invertebrate-to-navigate-by-stars-on-epic-1000-kilometer-migration-79666
2. Dreyer, D., Adden, A., Chen, H. et al. Bogong moths use a stellar compassfor long-distance navigation at night. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09135-3
审核:刘星月 中国农业大学植物保护学院 昆虫学系 教授
来源: 蝌蚪五线谱