在澳大利亚的东南部，一种名为波贡飞蛾（学名为Agrotis infusa）的昆虫承担着自然界中令人惊叹的长距离迁徙奇观。每年春天，数十亿只波贡飞蛾会从炎热的低地繁殖场开始，沿着预定路径迁徙长达约一千公里，飞往高海拔的澳大利亚阿尔卑斯山脉，寻找极为有限且特定的凉爽山洞作为夏季休眠（称为 aestivation）的栖息地。到了秋天，同一群体的飞蛾则会逆向迁徙回到原繁殖地完成繁殖周期后寿终正寝。这一迁徙行为不仅规模庞大，而且路径精准，令人不禁好奇它们是如何导航的。近年来，一项发表在权威期刊《自然》（Nature）的开创性研究，通过行为实验与神经生理学方法揭示，波贡飞蛾利用星空作为罗盘，结合地球磁场共同进行夜间导航，展现出复杂的感知与神经机制，开拓了对昆虫迁徙导航能力的全新认识。 波贡飞蛾的迁徙生态独特且生命历程紧密依赖环境季节变化。
新孵化的飞蛾从分散的繁殖地点起飞，面对炎热的气候条件，趋向阿尔卑斯山区的山洞避暑。仅凭遗传编码的迁徙方向，它们能够从未曾访问过的地点准确抵达。迁徙路线超过1000公里，超越了人们对昆虫导航能力的传统理解。研究团队利用特制的悬挂式飞行模拟器，在自然夜空条件以及人工投影出来的星空环境中，对被捕获的迁徙飞蛾进行定向飞行测试。在自然风光开阔的山顶露天实验中，飞蛾表现出强烈且一致的季节性迁徙方向倾向，这种定向能力在晴朗星空及无星或多云条件下依然保持，暗示它们并不单独依赖单一的导航信号。 进一步实验揭示，在地磁场被人为屏蔽（即“零磁场”状态）下，飞蛾依然能够借助投影的自然星空图像进行正确的季节性迁徙方向飞行，当投影的星空图像以180度旋转后，飞蛾的定向也随之反转，证明了它们对星空的空间排列拥有明确的识别能力。
相较于自然星空，其随机打乱后的星空图像则使飞蛾完全失去定向能力。这表明，飞蛾不仅仅是对星光亮度或简单光点作出反应，而是能够识别星星与银河的特定空间分布，组合成一张“星图”，用作导航的内部参照系统。类似于部分鸟类利用恒星旋转中心来确定方位，波贡飞蛾则发展出符合昆虫神经结构的小型复杂星辰罗盘。 借助细致的神经细胞纪录和形态学标记，科学家们在波贡飞蛾的大脑中发现了响应星空旋转的视觉中继神经元。这些神经元分布在视觉处理的初级区域（视叶）、导航中心中央复合体以及运动指令输出的侧副节区，体现出多层次参与星空信息处理的神经网络结构。这些神经元对不同方向的星空旋转呈现出多样化响应模式，有些对旋转方向敏感，有些表现为特定方向最大放电，且大多数对南方方向最为敏感，这与飞蛾季节性迁徙的南向方向高度契合。
通过模拟银河及其最亮部分（如船底座星云）运动轨迹的光点和光带刺激，进一步确定这些神经细胞不仅识别单颗恒星，而是能够编码银河的结构与亮区，形成了一套独特的视觉罗盘。 研究还阐明了两套罗盘机制的互补作用：星空罗盘与地磁罗盘。现有研究已知波贡飞蛾具备感知地球磁场并作为导航参照的能力，当前实验显示：当天空晴朗，无云遮挡时，飞蛾主要依赖星空罗盘指引航向；而在多云、无月无星夜晚，飞蛾转而借助地磁罗盘保持迁徙方向稳定。当缺少这两种线索，飞蛾便表现为定向混乱。两种体系相辅相成，保证飞蛾能在自然环境变化及导航信号偶发失效时仍然完成漫长迁徙。 波贡飞蛾导航系统复杂且高度精准，其神经机制与高级神经计算密切相关。
昆虫大脑中的中央复合体是已知的信息整合与空间定向中心，与哺乳动物的头方向细胞功能类似。飞蛾中央复合体已被发现含有对特定星空方位响应的神经元，表明在此区域进行空间方位的编码与更新。此外，居于侧副节的神经元则可能负责将星空与磁场信息转换为运动指令，推动飞蛾调整方向，实现精准飞行。尽管当前研究采集的神经样本有限，但初步结果揭示了其复杂多元的神经表征，为后续深入解剖脑神经回路、阐明导航计算方式奠定基础。 波贡飞蛾的星空导航进一步深化了我们对动物迁徙行为的理解，突破了以往认为只有高级脊椎动物能够利用恒星进行地理方位识别的认知边界。相比鸟类和海洋哺乳类动物，昆虫因其体型小、视觉器官有限，能否识别星空的复杂结构曾受质疑。
该项研究通过严密的行为测试和电生理数据，有力展示了昆虫具备复杂的星空识别及利用能力。与此同时，波贡飞蛾因其季节性大规模迁徙和对环境变化的敏感性，也成为气候变化与栖息地破坏对迁徙昆虫影响的重要监测指标。 这项研究不仅扩展了生物导航的学术前沿，也为仿生学和智能导航技术提供了启示。理解如何利用微弱、稀疏和动态变化的星空信号进行导航，为研发能在无GPS条件下工作的环境感知系统提供了思路。尤其是在当前全球环境愈加复杂的背景下，研究波贡飞蛾这样天然导航大师的机制，具有重要的生物学和应用学价值。 未来研究方向将聚焦于解析波贡飞蛾如何同时处理季节变化、地理位置以及夜间星空方位的动态变化，从而计算并调整最佳迁徙路线；同时揭示其神经网络如何整合多模态信号，实现稳健导航。
此外，探索不同繁殖区域飞蛾之间迁徙路径和导航机制的地理差异，也将帮助深入理解动物迁徙的适应性策略。借助先进影像、操控和基因编辑技术，科学家或能进一步揭示星空罗盘在飞蛾大脑中的完整电路和演化机制。 总之，波贡飞蛾利用星辰罗盘进行夜间迁徙的发现，为动物导航领域注入全新活力，展示了复杂行为背后隐藏的精妙神经计算与生态智慧。这不仅解锁了昆虫迁徙史上的一个重要谜团，也提醒我们即便是微小的生命，也能够演化出适应极端环境的绝妙策略。波贡飞蛾正以其独特的星空导航能力，成为自然界夜空下那道隐秘而辉煌的光芒。
