تمكنت الفراشات الملكية منذ آلاف السنين من التنقل لمسافة حوالي 4,800 كيلومتر كل خريف من كندا إلى المكسيك والعودة
في حين أن نظام الملاحة داخل السيارة يعد اختراعًا جديدًا نسبيًا ولا يزال مكلفًا، فقد تمكنت الفراشات الملكية منذ آلاف السنين من التنقل في طريقها لمسافة حوالي 4,800 ميل كل خريف من كندا إلى المكسيك (والعودة في الربيع) دون أن تفقد طريقها. إن ظاهرة الهجرة الموسمية معروفة في عالم الطيور، إلا أن معظم الحشرات تكون صغيرة الحجم وضعيفة بحيث لا تستطيع الهجرة لمسافات طويلة. إن القدرة الملاحية الدقيقة للفراشات مثيرة للإعجاب لأنه اتضح أنه على عكس الطيور التي تطير في طريق الهجرة ذهابًا وإيابًا عدة مرات، فإن كل فراشة ملكية تقوم بهذا المسار مرة واحدة فقط في حياتها. كيف تفعل الفراشات الملكية ذلك؟
وقد تمكن فريق من الباحثين، من بينهم الباحث الإسرائيلي الدكتور أورين فروي، الذي يعمل حاليا في كلية الزراعة وعلوم الأغذية والبيئة في الجامعة العبرية بالقدس، من حل اللغز المحيط بآليات حدوث هذه الظاهرة غير العادية. وترأس فريق البحث البروفيسور ستيفن ريفيرت من كلية الطب بجامعة ماساتشوستس. وضم الفريق باحثين آخرين من الأكاديمية التشيكية للعلوم وجامعة كاليفورنيا في إيرفين.
قام الباحثون بفحص دماغ الفراشة الصغير وأنسجة العين للكشف عن رؤى جديدة حول الآلية البيولوجية التي توجه هذا المخلوق الدقيق في مسار طيرانه الطويل. وقد نُشرت نتائج البحث مؤخراً في عدد من مجلة Neuron، كمتابعة لمقالة نشرت في مجلة Science المرموقة منذ حوالي عامين.
ومن المعروف أن الضوء ضروري لعمل "الساعة البيولوجية" في دماغ الفراشة لأنه يتحكم في عملية التمثيل الغذائي و"الإشارة" للهجرة. وفي الدراسة، اكتشف الباحثون أن شعاع الضوء فوق البنفسجي ضروري بشكل خاص لإحساس الفراشة بالاتجاه، لأن عيون الفراشة لديها مستقبلات ضوئية خاصة حساسة للأشعة فوق البنفسجية وهي المسؤولة عن إحساس الفراشة بالاتجاه. تم إثبات أن الأشعة فوق البنفسجية ضرورية للطيران عن طريق وضع الفراشات في جهاز محاكاة "الطيران". وعندما قام الباحثون بتركيب مرشح للأشعة فوق البنفسجية في جهاز المحاكاة، توقفت الفراشات عن الطيران.
وخلص الباحثون إلى أنه باستخدام ساعتها البيولوجية، تحسب الفراشة موقعها النسبي والزاوية التي تحتاجها من الشمس لمواصلة الطيران جنوبا. ولكن يبقى السؤال: كيف يتم الارتباط بين امتصاص الضوء فوق البنفسجي والساعة البيولوجية؟
تم حل هذا السؤال في تجربة أخرى كشفت عن وجود اتصال عصبي بين مستقبلات الضوء فوق البنفسجي في عين الفراشة المستخدمة في الملاحة والساعة البيولوجية للفراشة. يسمح هذا الاتصال للفراشة بالطيران ومعرفة الاتجاه الذي تطير فيه. المعلومات التي يتم تغذيتها من النظامين المترابطين - نظام في العين يكتشف الأشعة فوق البنفسجية والساعة البيولوجية في الدماغ - توجه الفراشة على طول آلاف الكيلومترات في طريقها إلى وجهتها خلال موسم الهجرة.
