博贡飞蛾（Agrotis infusa）是一种澳大利亚特有的迁徙性昆虫，每年都会进行长达数百公里的季节性迁徙，令人惊叹的是，它们在夜间通过观察星空实现精准导航。数十亿只博贡飞蛾在春季避开炎热的低地环境，飞向澳大利亚东南部的高山地区，在尚未亲眼见过的凉爽洞穴中度过夏季。到了秋季，这些个体再返回繁殖地，完成生命周期。最新的研究表明，博贡飞蛾不仅依赖地球的磁场，而且利用星空作为导航指南针，展示了其高度复杂且精准的迁徙定位机制。 传统上，动物迁徙的导航能力被认为依靠多种环境线索。对于昼行性动物而言，太阳和地标是关键的导航信息，而对于夜间活动的迁徙生物如博贡飞蛾，视觉光线极弱，如何准确导航一度成为科学难题。
现有假说认为，它们可能利用地磁感应、月光偏振或者地形特征。直到最近，科学家通过精心设计的飞行模拟和脑神经记录，首次证实博贡飞蛾能够利用无月亮的星空作为方位参照，实现对地理方位的辨识。 实地观察与实验室飞行模拟技术相结合，揭示博贡飞蛾在天然星空条件下倾向于选择季节性特定的飞行方向。实验中，研究人员捕获了进行迁徙的飞蛾并将其固定在专门设计的飞行模拟器中，使其能自由调整飞行方向。初期晚上的飞行方向多指向预期迁徙目标，几小时后即使星空和月相位置发生变化，飞蛾依然保持方向一致，表明它们具有补偿星空旋转的能力。这种能力类似于鸟类使用时间补偿的太阳或星空指南针。
更重要的是，当天空被厚云遮蔽，星光消失时，飞蛾通过地磁感应仍能维持迁徙方向，双重导航机制的存在提供了可靠保障。 为了确认飞蛾仅凭星星导航的能力，科学家在装置中人为屏蔽了地磁场，并投影自然夜空图像给飞蛾观察。结果显示，博贡飞蛾在春季迁徙时朝向大致南方，秋季时反向飞向北方，且当星空图像按180度旋转，飞蛾的飞行方向也相应反转。相反，若星星位置随机打乱，飞蝶则显著迷失方向，这进一步表明飞蛾识别星空中恒定的方位信息而非单纯的光强或亮点影响。此发现首次证实了无脊椎动物具有利用星空明确辨识地理方向的能力，弥补了此前关于昆虫导航视觉线索的空白。 神经科学研究为理解飞蛾如何处理星空信号提供了关键证据。
通过在实验室对飞蛾脑中视觉神经元进行电生理记录，发现这些神经细胞对夜空图像旋转有特定的反应模式。一部分神经元在飞蛾朝向南方时发出最强的激活信号，另一些则对旋转方向表现出选择性。这些神经元分布在昆虫的视觉中枢——包括视叶、中央复杂体以及外侧辅助叶——而中央复杂体是昆虫导航和方向感知的主要脑区。神经细胞对旋转星空敏感说明飞蛾脑内存在专门的星空方向编码系统，能将外部视觉信息转换为内部的方向信号，从而引导飞蛾完成长距离迁徙。 除了感知星空图案，飞蛾还可能依赖银河系的明暗结构。北半球和南半球的飞行昆虫同样利用银河来保持飞行的直线性，而博贡飞蛾所在的南半球银河带异常明亮且位置稳定，作为夜空中的地标极其适合长程导航。
实验中模拟的银河亮带形状和亮点为神经元激活提供参考依据，证明该生物能感知银河的形状和位置，有效整合复杂星空信息以稳定航向。 应用于实际环境，博贡飞蛾必须同时应对季节变化、地理位置的不同以及夜晚的时间流逝，这些因素都会导致星星和银河位置的持续变动。飞蛾的导航系统能成功兼顾这些动态变化，推断出它们可能具备某种时间补偿机制，或者利用恒星围绕天极旋转的规律来校正自身的位置和方向。此外，双重的导航机制与灵活的内部时钟帮助飞蛾即便在不同环境和天象条件下仍能准确抵达目标区域。 在云层遮盖时，完全依赖星空导航的生物容易迷失，但博贡飞蛾能够依靠地磁信息继续维持方向的稳定，展现出多模式导航的高度可靠性。地磁感应作为一种常见但尚未完全解明的感受机制，可以辅助动物克服视觉信号不稳定的挑战。
两种导航感官系统互补使用，有助飞蛾克服自然环境多变带来的困难，保障迁徙成功。 这项关于博贡飞蛾星空导航机制的发现，改变了过去对无脊椎动物迁徙导航理解的认知边界，也为生物定向行为研究提供了新的视角。类比于鸟类和人类的星空导航能力，无脊椎迁徙昆虫也展示出类似的高阶空间认知能力。这说明自然界不同类别的动物独立进化出了依赖宇宙恒久元素作为指引的导航策略，显示生物适应性和神经系统复杂性的高度多样性。 未来的研究方向包括深入解析飞蛾如何整合星空和地磁信息，实现导航决策，以及如何将这些感官信号转换为飞行控制指令。此外，探讨其神经网络结构与其他昆虫或鸟类的导航中枢异同，有助理解导航行为的神经机制演化。
技术上，结合更高精度的神经成像和基因组工具，将增强对星空导航神经解剖基础的认识。 博贡飞蛾不仅是澳大利亚生态系统重要的一环，其惊人的迁徙能力和神秘的导航策略也为科学探索提供了丰富的灵感。了解它们如何通过星空和磁场无误差飞越千里，更能帮助我们理解生物适应极端环境的智慧，并启发人工智能和机器人领域中高效定位和导航系统的设计。在星空下翩翩飞舞的博贡飞蛾，正诉说着自然世界中深邃的科学秘密，等待人类去发现和解读。
