说起屎壳郎，大家可能都不太陌生。屎壳郎，隶属于鞘翅目金龟子科蜣螂亚科，这种名字里都带着一股“味道”的昆虫，在平日里总是以一副“一丝不苟地低头滚粪球”的形象示人。
(资料图片仅供参考)
虽然有点“名声不雅”，但作为自然界中不知疲倦的清道夫，屎壳郎在生态系统中的重要性不言而喻。
正在滚粪球的屎壳郎。图库版权图片，不授权转载
不过，屎壳郎除了是自然界的清道夫之外，还是古埃及人眼中的“圣甲虫”，甚至还掌握着“观天象而知方向”的神奇技能。
01
推动太阳的“圣甲虫”
圣甲虫？推动太阳？
看到这两个描述，肯定有不少朋友会感到疑惑，屎壳郎不是推粪球吗，什么时候还和“圣”字沾边，还可以推动太阳了。
这一切还得从古埃及的神话谈起。
古希腊历史学家希罗多德曾说过“埃及是尼罗河的赠礼”。几千年前，古埃及人便生活在狭长的尼罗河流域，日出而作，日落而息。但在这片被尼罗河滋养的土地上，并不只有古埃及人繁衍生息。古埃及人在田间劳作时，经常会看到一种黑色的大甲虫在不知疲倦地滚着一个比自己大了不少的黑色圆球。
尼罗河畔。图库版权图片，不授权转载
圆球在古埃及人眼中是天空中太阳的象征，而这种可以制造出黑色圆球的甲虫必定是在神明的授意之下才会有如此“精美”的创作，所以古埃及人将这种黑色大甲虫，也就是屎壳郎称作“圣甲虫”。
古埃及的圣甲虫饰品。图片来源：historicaleve.com
古埃及人认为，屎壳郎滚动黑色圆球(粪球)的运动象征着太阳的东升西落。所以在古埃及神话中有一个叫做凯布利(Khepri)的圣甲虫神，凯布利神像一般都是圣甲虫头，象征日出。
古埃及神话中的圣甲虫神。图片来源：historytoday.com
除了象征日出，圣甲虫神还代表着重生，因为大多数屎壳郎会把卵产在粪球中，当它们的后代从粪球中破球而出被人们观察到后，更加奇妙的联想就诞生了：圣甲虫带来了重生的希望。正是因为这样的联想，人们开始把饰品制作成圣甲虫的模样，放在逝者胸前随逝者一同下葬，希望他们可以像圣甲虫一样获得重生。
时至今日，虽然人们已经意识到不可能有一只巨型“圣甲虫”在天空中推动太阳东升西落，但是这种黑色大甲虫的一些有趣行为却吸引了不少科学家的关注。
02
推动太阳的圣甲虫
竟依靠太阳指明方向
大家可能都知道屎壳郎天天推粪球，但是很多朋友都不知道它们大都沿着直线(并非完全笔直，有一定的偏差)在进行着这项工作。是的，屎壳郎滚粪球可不是简单的沿着地形随波逐流，而是有目的有方向！
这可不是瞎说，真有科学家研究过这个问题，他们记录了屎壳郎滚粪球的轨迹，发现屎壳郎们沿着直线运送粪球的意愿无比强烈，如果路线上有障碍物无法直接逾越时，它们会在绕过障碍物后，再恢复到原来的直线路线。
科学家们在记录屎壳郎运送粪球的轨迹。图片来源：参考文献[2]
这种保持直行的能力无疑是令人惊叹的，毕竟作为路痴，咱们人类在沙漠中，在茂密的林子里，很容易找不着北，在原地打转。如果被蒙上眼睛，那我们只会在一个直径小于20米的小圈子里不断地绕圈。那么，屎壳郎是怎么保持直线行动的呢？
其中的奥秘，竟然和太阳有关。
根据科学家们的研究，在白天，屎壳郎将太阳作为指南针，虽然太阳在天空中并不是一动不动，但是屎壳郎运一次粪球也就只需要几分钟而已，所以在短时间内，太阳可以作为定位方向的参考坐标。当科学家们将屎壳郎的眼睛遮住之后，由于无法看到天空，屎壳郎的运动轨迹就彻底乱了，它们的旅途不再沿着一条直线，有时候它们会回到原点，有时候会七拐八弯。
在被遮住眼睛后，屎壳郎的轨迹杂乱无章。图片来源：参考文献[2]
类似的，如果用一个绿色 LED 灯来模拟太阳，放在相反的方向，那么屎壳郎也会采取对应的行动，转身朝相反的方向直行。
也就是说，圣甲虫不仅没有推动太阳东升西落，反而是太阳在指引圣甲虫的行动方向。
虽然古埃及人的脑补并不正确，但是屎壳郎确实也和太阳有着千丝万缕的联系。
03
指路方法多
推粪球前先跳段神秘舞
屎壳郎确定滚粪球方向的方法可远不止靠太阳这一种，毕竟阴天时也可能看不见太阳，晚上则是完全看不见太阳。
那么，在这种情况下，屎壳郎应该怎么办呢？
聪明的屎壳郎自然不会束手无策，他们会利用偏振光来进行定向。说出来大家可能会不太相信，科学家们通过研究发现，屎壳郎可能会在滚粪球旅程的一开始就记录下一张带有此时天空特征的快照，这张快照中记录了当前区域中偏振光的模式，当屎壳郎在行进时发现眼前的偏振光模式和自己脑子里的记忆不同时，就会停下来原地打转，找到和脑海中快照一致的方向后，再滚着粪球前往目的地。
说到这种定位方式，就不得不提屎壳郎在运粪球前围绕着粪球进行的神秘舞蹈了。
屎壳郎的神秘舞蹈。
一只屎壳郎在一个已经制作完成的粪球前停住，它并没有急于开始自己的旅程，而是爬到了粪球上，在粪球顶端转了一整圈，然后才从粪球上下来，推着粪球来到画面之外。
屎壳郎的神秘舞蹈。图片来源：参考文献[2]
科学家们认为，这种推粪球前的舞蹈就是屎壳郎们拍下天空特征快照的过程，通过在粪球上 360° 的转圈，屎壳郎们可以完整地记录下天空中所有可用的天体特征和环境中的偏振光模式。这使得它们在没有太阳作为参考点的情况下，依旧不会迷失方向。
屎壳郎的神秘舞蹈其实是在记录周围的偏振光模式。图片来源：参考文献[5]
当太阳落山以后，月亮就成为了屎壳郎们定向的法宝。屎壳郎的复眼具有很高的光学灵敏度，使得它们可以在夜里通过月球来进行定位。不仅如此，当夜间因为一些原因看不到月亮时，天空中闪耀的银河又可以为它们的旅途指明方向。屎壳郎是已知的唯一一种利用银河系进行短程直线定向的动物，是不是很神奇？
屎壳郎精密的复眼结构。图片来源：参考文献[2]
小小的屎壳郎滚着粪球，充当生态系统的清道夫，却身怀梦想，笔直前行，在前进过程中，眼里只有日月星河，谁又能说它不是圣甲虫呢？
参考文献：
[1] Byrne, M., Dacke, M., Nordström, P., Scholtz, C., & Warrant, E. (2003). Visual cues used by ball-rolling dung beetles for orientation. Journal of Comparative Physiology A, 189(6), 411-418.
[2] Dacke, M., Baird, E., El Jundi, B., Warrant, E. J., & Byrne, M. (2021). How dung beetles steer straight. Annual review of entomology, 66, 243-256.
[3] Souman, J. L., Frissen, I., Sreenivasa, M. N., & Ernst, M. O. (2009). Walking straight into circles. Current biology, 19(18), 1538-1542.
[4] Foster, J. J., El Jundi, B., Smolka, J., Khaldy, L., Nilsson, D. E., Byrne, M. J., & Dacke, M. (2017). Stellar performance: mechanisms underlying Milky Way orientation in dung beetles. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 372(1717), 20160079.
[5] El Jundi, B., Foster, J. J., Khaldy, L., Byrne, M. J., Dacke, M., & Baird, E. (2016). A snapshot-based mechanism for celestial orientation. Current biology, 26(11), 1456-1462.
出品｜科普中国
作者｜EVEE 北京大学生命科学学院
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