张 丹 冉 浩 朱朝东*

（1 中国科学院动物研究所动物进化与系统学实验室 北京 100101 2 中国科学院大学生命科学学院 北京 101411 3 河北满城中学 河北满城 072150）

1 昆虫导航系统机理

1.1 视觉导航机制 体型和重量的限制促进了昆虫视觉和神经系统的高度进化［1］。研究发现，昆虫的脑重不足1 μg，其神经细胞数也只有人类的万分之一，但却有一个快速运转、精确可靠的视觉神经系统，使得昆虫可以用简洁、新奇的方法实现在复杂自然环境中的精确导航［2］。昆虫独特的复眼结构使其能够收集全方位图像。Srinivasan 等［3］研究发现蜜蜂依靠飞行过程中感受到的视觉变化导航。蜜蜂在飞行时，自身相对于外界的运动会在视网膜上产生图像变化，进而形成“光流”信息。蜜蜂正是根据这种光流信息执行速度测量、着陆、姿态控制等各种导航任务。Srinivasan 等通过视觉运动反应的研究，发现昆虫运动程序的主要特性是由视觉环境的明显运动而诱发，以便确定昆虫在环境中的飞行方向。

另一方面，偏振光导航也是视觉导航的重要内容。蜜蜂、蟋蟀、蜘蛛和蚂蚁等昆虫均可利用天空中的偏振光确定自己的方位［4］。苏黎世大学的Whener 等［5］研究发现在没有明显地标的沙漠中，偏振光和路径积累是沙漠中蚂蚁导航的主要策略。蚂蚁的眼睛能感知太阳光在大气中形成的偏振光,并通过偏振光判断自己所处的位置、方向及相对于巢穴的距离。因此蚂蚁从觅食地返回巢穴时，几乎是沿直线行走的。此外，在直翅目昆虫中，高度专化的小眼也可以感知偏振光。……