如果你身在野外，沒有GPS、地圖或指南針，你會如何判斷方位？對於習慣於使用工具的人類而言，根據大自然的線索認路是一件困難的事情。許多動物在這一點上完胜人類，包括頭朝下倒退著推糞球的屎殼郎。近日，《昆蟲學年鑑》（Annual Review of Entomology）上發表的一篇論文綜合論述了蜣蜋如何借助日光、風向、銀河和月亮偏振光判斷方位，以便高效將糞球滾走。

身處陰溝也要仰望星空，就不會迷失方向

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該研究由來自瑞典和南非的科學家合作完成。研究第一作者、瑞典隆德大學生物學家Marie Dacke 長期研究屎殼郎導航問題，曾因此獲得2013 年搞笑諾貝爾獎生物學和天文學獎項。

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人們俗稱的屎殼郎，一般指金龜子科中的蜣蜋亞科（Scarabaeinae）。全世界已知的蜣蜋大約有8000多種，大部分蜣蜋會挖地道將糞便運走，只有約600種蜣蜋有滾糞球的習性。它們把糞球當作食物或求偶的禮物，雌性也會將卵產在糞球中，確保後代一出生就能吃上新鮮的糞。

因為同類之間經常發生搶劫事件，快速把糞球推到安全的地方很重要。“在南非，屎殼郎簡直能讓大象糞便活起來，一個糞堆裡就能有成百上千隻屎殼郎，而且它們還會互相衝撞，試圖搶走糞球，”研究共同作者、隆德大學神經行為學家Eric Warrant 說，“所以它們一定不希望繞了一圈又回到鬧哄哄的糞堆去。它們會朝著任意方向沿直線走，盡快離開現場。”這段路程的時間相對固定，大約是6 分鐘。

走直線其實比我們想像的要困難。2009 年的一項研究曾經讓人類被試在德國的森林中和撒哈拉沙漠裡行走，發現在看不到太陽的時候，人們就會原地繞圈。如果蒙上眼睛，人們甚至會圍繞一個直徑20 米左右的圈子打轉。在其他動物身上也能觀察到相似現象，這是因為步態不對稱等原因導致的。那麼，蜣蜋是怎麼走直線的呢？

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屎殼郎在古埃及被稱為聖甲蟲。古埃及人相信，太陽被屎殼郎推動著滾過天空，便有了日昇日落。赫拉波羅（Horapollo）還提出，屎殼郎會參照太陽方位將糞球從西推向東。但直到2003年，科學研究才證實了這個結論。

Dacke和南非金山大學（University of the Witwatersrand）的研究者們研究了5種蜣蜋，發現它們在自然環境下通常朝著太陽的方向滾糞球。而如果他們用鏡子反射太陽，同時遮擋真正的太陽，實驗場地中的蜣蜋就會朝著鏡中太陽的方向跑。還有研究使用LED作為“人造太陽”，也得出了相似的結論。

在最新研究中，作者們補充：如果用紙板做一頂寬邊太陽帽，戴在蜣蜋頭上遮擋光線，它們的路線就會變得彎彎曲曲。

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如果在中午，太陽處於高點，蜣蜋要怎麼判斷方位呢？2019年的一項研究發現，南非的一種蜣蜋（Scarabaeus lamarcki）可以根據風向判斷方位。這種蜣蜋生活在卡拉哈里沙漠，這裡每到正午就會刮起強風，這是因為上午太陽將地面烤熱後熱空氣上升導致的。Dacke推測它們可能利用觸角感知風向。

實驗表明，如果將兩台桌面風扇面對面放置，開啟其中一台，實驗場地上的蜣蜋就會選定一個方向滾糞球。而如果中途關掉這颱風扇，開啟對面的風扇，蜣蜋就會掉頭朝反方向走去。換言之，它們並不在意風具體朝哪個方向吹，而是只將風向作為判斷方向的參考，並且假定風向短時間內不會發生改變。而且一旦過了正午，太陽不再處在正上方，它們就會無視風向，重新將太陽作為主要的參考線索。

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除了借助陽光和風向判斷方位，蜣蜋還掌握著更酷炫的技能：夜觀天象。研究共同作者、南非金山大學的Marcus Byrne回憶了研究靈感誕生的過程：“我們完成了一天的工作，坐下來喝啤酒，夜色籠罩著卡拉哈里沙漠，頭頂就是銀河。然後我們中的一個人說，如果我們能看到銀河，它們一定也能。”

研究團隊在南非約翰內斯堡的天文館，利用模擬星空觀察蜣蜋的行為，證實銀河的方向能夠影響蜣蜋的行走路徑。這項研究讓蜣蜋“一戰成名”，成為已知第一種會利用銀河導航的動物，也讓Dacke獲得了2013年搞笑諾貝爾獎。

蜣蜋還是第一個被發現使用月亮偏振光導航的動物。在遇到大氣層中的微粒時，太陽光或月光會發生散射，產生偏振光，也就是光的波動方向一致，這會在天空中形成一種固定的、類似指南針的紋樣。此前科學家已知蜜蜂、螞蟻等昆蟲會利用太陽偏振光導航，而月光偏振光的亮度只有太陽光的百萬分之一。

Dacke等人注意到，一種夜行性的蜣蜋（Scarabaeus zambesianus）只有在有月亮的晚上才能走直線。為了確認蜣蜋確實使用月亮偏振光進行導航，他們使用一塊板子遮擋，讓蜣蜋無法直接看到月亮，並使用偏光鏡將月光扭轉90度。蜣蜋一個急轉彎，驗證了研究者的猜想。

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其他研究還表明，蜣蜋不會依靠地面上其他物體判斷方位。研究共同作者、瑞典斯德哥爾摩大學的Emily Baird說，這可能是因為蜣蜋沒有固定的巢穴，而是不斷從一個糞堆流浪到另一個糞堆，記住地面環境對它們來說沒什麼幫助。

研究者們希望最終能夠理解蜣蜋導航的神經機制。他們正在把蜣蜋和借助地面環境線索導航的金龜子進行對比，並試圖理解蜣蜋導航過程中的神經電活動，這需要為它們佩戴一個迷你“腦電帽”。他們還發現，在搓好糞球之後蜣蜋不會馬上出發，而是會爬上糞球停留數秒种，四處張望。他們推測這個行為可能是為了快速掌握環境線索。

借助昆蟲的導航機制，科學家或許能設計出更加高效的導航工具，應用於無人駕駛等方面。將來你如果能坐上這樣的汽車，不要忘了大草原上奔跑的屎殼郎。