研究揭示蚕蛾的气味检测如何改善机器人技术

导读 家蚕蛾(Bombyx mori)是一种因驯化而不再飞行的昆虫。雄蛾利用触角探测雌蛾散发的信息素,并做出非常敏锐的反应,已被用作研究其气味源定位...

家蚕蛾(Bombyx mori)是一种因驯化而不再飞行的昆虫。雄蛾利用触角探测雌蛾散发的信息素,并做出非常敏锐的反应,已被用作研究其气味源定位的模型昆虫。

飞虫飞行时会扇动翅膀,蚕蛾在探测到信息素时也会扇动翅膀(称为扇动),尽管它们不会飞。由于信息素分子在空气中移动,因此翅膀扇动产生的气流无疑对气味探测有很大影响。然而,这种翅膀扇动的影响尚不清楚。

为了解决这个问题,千叶大学工程研究生院的 Toshiyuki Nakata 博士领导的一组科学家研究了家蚕如何检测信息素。“我们知道蚕蛾通过拍打翅膀来引起周围气流来检测信息素。然而,这种翅膀拍打对蛾子定位气味源的能力的确切影响尚不清楚,”Nakata 解释道,同时详细阐述了进行这项研究的理由。

他们的研究于 2024 年 8 月 2 日发表在《科学报告》上,采用高速摄影测量法(一种使用高速摄像机捕捉和重建物体运动和几何形状的技术)通过计算分析家蚕翅膀运动的空气动力学后果。研究人员精心记录了扇动过程中的翅膀运动,并建立了昆虫和周围气流的详细计算模型。随后,他们利用模拟数据计算了扇动蚕蛾周围类似信息素分子的粒子的运动。

这项研究的一项重要发现是,家蚕会选择性地从正面采集信息素。家蚕蛾通过旋转身体并扇动翅膀来扫描空间,以找到信息素来源。定向采样信息素分子在寻找气味源时特别有用,因为家蚕蛾可以在检测到信息素后确定气味羽流的方向。

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