蜣螂滚粪球。它们拥有专业的导航技能，能滚着粪球，躲开其它饥饿的昆虫。摄影：NORBERT WU, SCIENCE FACTION/CORBIS
撰文：Rachel A. Becker，国家地理
你看那蜣螂，头朝地、腚朝天，后腿蹬着自己的午餐！真是难以想象它是通过天象来导航的。
事实上，小小的蜣螂如何在滚动大粪球的时候还能顺利导航，科学家们多年来对此进行了孜孜不倦的探索。很显然，它们利用了天空中的某些信息来寻找道路，但是，它们小小的脑瓜子究竟是如何利用天空中各种各样的线索的，一直都是个谜团。
本周一，《美国科学院论文集》上刊登了由瑞典和南非科学家共同完成的一项研究成果，为这个谜团又揭开了一角。科学家们发现，有一种在白天活动的蜣螂（昼行性蜣螂），其所使用的导航信息和体内的导航系统，与在夜晚活动的蜣螂（夜行性蜣螂）有所差异。
英国萨塞克斯大学（University of Sussex）的Paul Graham是专门研究昆虫导航的，并未参与该研究。据他评论说，“他们之前所做的工作主要是有关昆虫行为的。但是，这次的实质性进展是，他们深入到了蜣螂脑部。这是一个相当大的进步.”
怎么哄骗蜣螂
瑞典隆德大学（Lund University）博士后研究员Basil el Jundi率领的科学家团队专程前往南非，此行的目的是进行一项意图迷乱蜣螂的心智的试验。当其中一只蜣螂发现了其它动物的粪便时，它就会切割下来一块，将其弄成粪球，再沿着直线将粪球滚走，最后，在远离蜣螂大部队的地方尽情享用。
el Jundi介绍说：“我们一般先给它们一个球。它们爬上球顶之后，会跳一段简短的定位舞，然后，它们爬下来，开始沿着特定的方向滚动球。”
当蜣螂开始朝着某个方向滚动球的时候，研究人员就会用镜子遮挡住它们感知太阳或月亮的地方。科学家们根据蜣螂是否会调整路线，来确定蜣螂的导航对太阳或月亮的依赖程度。
他们发现，昼行性蜣螂物种会在白天利用太阳导航，夜间利用月亮。但是，夜行性蜣螂就有点奇怪了：白天，光线明亮，它们利用太阳来寻找方向；夜晚，月亮只发出微弱的光，天空中还有星星，它们会转而利用大气层中分布的、由日光和月光产生的偏振光来导航。人类看不到这种偏振光，但是，昆虫却可以。
el Jundi比喻说：“人类手里的罗盘总是指向北方，而夜行性蜣螂却拥有一个‘动态罗盘’”，这让它们能够适应变化的光线条件。
蜣螂的脑
回到实验室之后，el Jundi及其同事进一步研究了蜣螂的脑细胞，或者说神经元。他们发现，夜行性蜣螂物种的导航神经元会转换其反应：白天，神经元会对太阳的位置做出反应，夜晚的时候则对偏振光起反应。
昼行性蜣螂物种则只利用太阳和月亮来导航，其脑细胞没有显示出这种转换，表明它们的导航还是要依赖天体。在光线明亮的白天，利用太阳来找路不是问题。
但是，到了夜晚，月光黯淡且变化无常。因此，el Jundi及其他合著者推断，夜行性蜣螂会将导航线索从天体转向分布于夜空中的偏振光，以此来适应微弱的光线，将其脑部所需的视觉信息最大化。
有时候，夜空中甚至连偏振光都没有，比如无月之夜。el Jundi认为，在这种情况下，这类蜣螂会利用银河。
Graham说：“有时候，在神经系统科学领域，我们会忘记我们的目的是研究动物的大脑如何产生现实世界中的行为。当你弄懂一种特定的行为时，是一件非常美妙的事情，尤其是这种行为又很有趣，比如说，蜣螂滚粪球。”