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為什么空氣靜止時(shí)，蒼蠅還會(huì)嗡嗡作響并繞圈飛行？這個(gè)問題的答案對(duì)公共安全至關(guān)重要——具體來說，涉及如何更好地訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)追蹤化學(xué)品泄漏。 美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)里諾分校（University of Nevada, Reno）的研究人員最近在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上發(fā)表了一篇論文，回答了這個(gè)長期未解的問題。他們采用了一種新方法，通過基因工程在果蠅的觸角上引入光敏蛋白，使遠(yuǎn)程控制其嗅覺神經(jīng)元——特別是嗅覺神經(jīng)元成為可能，這種技術(shù)被稱為光遺傳學(xué)。 研究人員發(fā)現(xiàn)，蒼蠅會(huì)利用環(huán)境線索來探測氣流和風(fēng)向，并據(jù)此反應(yīng)，以便找到食物來源。在有風(fēng)的條件下，蒼蠅會(huì)展現(xiàn)一種被稱為“移動(dòng)和涌動(dòng)（cast and surge）”的行為，即在遇到食物的化學(xué)信號(hào)時(shí)順風(fēng)前進(jìn)，一旦失去氣味便左右搖擺。長期以來，科學(xué)界已經(jīng)了解了這種“移動(dòng)和涌動(dòng)”行為，但研究人員指出，人們基本上不知道昆蟲在靜止的空氣中是如何尋找氣味的。 通過他們的研究，研究人員還發(fā)現(xiàn)了蒼蠅的另一種行為模式——下沉和旋轉(zhuǎn)，包括降低飛行高度并在一致的方向上快速轉(zhuǎn)彎。蒼蠅持續(xù)并重復(fù)地進(jìn)行這種本能動(dòng)作，甚至比“移動(dòng)和涌動(dòng)”的行為更頻繁。 這項(xiàng)研究的一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)是，它表明飛行中的蒼蠅能夠明確感知到風(fēng)的條件——其存在與方向——然后在這些條件下部署有效的策略。蒼蠅并非簡單地每次對(duì)氣味做出相同的預(yù)設(shè)反應(yīng)，而是能夠適應(yīng)環(huán)境變化做出響應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)更復(fù)雜的算法，用于訓(xùn)練用于偵測化學(xué)泄漏的無人機(jī)。 《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com） |
