博贡飞蛾（学名Agrotis infusa）是一种原产于澳大利亚的夜行性昆虫，以其壮观的季节性长距离迁徙闻名。每年春季，数十亿只博贡飞蛾会从澳大利亚东南部各种繁殖地，飞行最长可达1000公里，前往澳大利亚阿尔卑斯山脉的高海拔凉爽洞穴中进行夏季休眠（休憩性夏眠）。而在秋季，这些同一只个体则会沿原路返回繁殖地，完成交配产卵的生命轮回。它们所迁徙的目的地对每只飞蛾来说都是全新的、从未访问过的，这就引发了科学上对其导航机制的浓厚兴趣。最新的研究证实，博贡飞蛾通过使用星空罗盘帮助他们在漫长的夜晚迁徙过程中保持正确的方向。除了地球磁场之外，飞蛾还依赖夜空中星星及银河系的恒定位置作为导航视觉线索，这为我们揭示了昆虫视觉和导航系统的奇妙世界。
传统上，动物如何在漫漫迁徙旅途中寻找方向历来是一个深奥的谜题。不同物种利用不同的灵感和感官系统，包括太阳、月亮、星空、地磁场、气味、风向及视觉地标。鸟类迁徙中使用星空导航已有充分证据，但首次证实昆虫利用星空罗盘这种高度复杂的导航机制，为研究动物机理带来了重大突破。实验采用特制的飞行模拟器，在自然星空投射及人为操控磁场的情况下，让飞蛾被束缚飞行。实验结果表明，在关闭地磁感应的条件下，博贡飞蛾依旧能够根据星空的方位保持其季节性特定的迁徙方向，这强烈说明星空信息对其导航行为至关重要。值得注意的是，旋转的星空图像被用于考察飞蛾的反应，当天空图像被180度旋转时，飞蛾的飞行方向几乎同步转变，表明它们不单靠局部的光亮来定位，而是有能力辨认并利用自然星图的空间结构。
相反，当星空图像被随机打乱，失去正常排列的星星位置时，飞蛾则表现为迷失方向，不能有效导航。这说明飞蛾其实是通过识别星图中恒定的模式而非单个亮点来实现精确导航。澳大利亚南半球的银河在夜空中是一条明亮的光带，其中最亮的部分包括著名的船底座星云等，这些视觉线索的稳定出现，为博贡飞蛾提供了绝佳的星空导航参照物。研究团队发现，银河带及其在天空中相对恒定的位置，成为飞蛾定位南方的关键视觉信号。另一方面，飞蛾还能应对星空不断随地球自转移动的挑战。为了应对星星位置的季节性及夜间动态变化，飞蛾可能拥有类似时间补偿机制，确保它们能够利用恒星的相对位置组成稳定的导航基准。
此外，飞蛾在阴云密布、星星和月亮被遮挡的情况下，依然能凭借地磁感应保持正确飞行方向，表明地磁罗盘是其导航系统的另一重要组成。双重的导航机制——星空罗盘与地磁罗盘——使博贡飞蛾能够形成一个稳健的复合导航系统，以适应多变的自然条件。神经科学研究揭示，博贡飞蛾大脑中多个区域存在响应星空旋转的视觉神经元，这些神经元在飞蛾头部方向指向南方时达到活动峰值。实验中，探测大脑内视觉中间神经元的活动电位，发现它们对夜空的旋转内容表现出高度响应选择性，包括对银河的条纹形状和亮区的敏感度。这也表明了博贡飞蛾具备识别复杂星空结构的神经基础，而非简单光点检测。神经元形态和分布遍及枢纽视叶、中央复合体以及侧配脑区域，这些区域被认为负责视觉空间信息的整合与飞行行为调控。
在昆虫中，中央复合体通常被视为导航中心，参与方位编码、方向计算和运动执行。飞蛾大脑神经元能够准确识别天空中的地理方位，进一步验证了星空罗盘的生理依据。同时，星空导航神经网络或许与地磁感应系统通过整合多感官信息，实现高效的空间定向。该综合导航机制使博贡飞蛾能够在无经验的情况下完成跨山地的大规模迁徙。对于初次迁徙的飞蛾而言，它们继承了内置的迁徙指向，能够通过星空和地磁线索确定正确的方向，无需学习路线。这种精密的导航理解为那些迁徙目标明确、路径长且复杂的迁徙动物提供了突破性的生物学模型。
博贡飞蛾的迁徙还涉及多重时空维度信息整合。其迁徙方向受出发地点不同（澳大利亚东南多个繁殖区均有飞蛾迁往相同冬眠洞穴）、季节（春季南下，秋季北返）以及夜晚不同时间星空变化的影响。如何将这些信息融入导航决策，可能包含中央复合体的期望导航方向计算及与头部方向细胞的互动，为其精准飞行铺平道路。研究还发现博贡飞蛾在自然环境中能够克服环境干扰。例如，飞蛾在有月亮或无月亮、晴朗或云雾的不同条件下，均能保持迁徙方向，说明它们能够灵活切换导航参照。月光偏振图案虽然理论上可为导航提供辅助信息，但研究显示其并非必需，在新月期间飞蛾依然高效迁徙。
地磁感觉在云天条件下充当主导导航线索，星空罗盘在晴朗无云环境中发挥作用。这种多冗余的导航策略保证迁徙的可靠性，减少环境变化带来的影响。综合来看，博贡飞蛾的夜间远距离迁徙不仅展现了昆虫高度发达的导航能力，还揭示了大自然中多感官整合导航机制的奇妙设计。星空罗盘不仅让昆虫成功定位地理方向，也促使我们重新思考动物如何在缺乏经验和学习支持的情况下完成复杂的空间任务。随着神经生理学与行为实验技术的进步，未来科研将继续探究鲍贡飞蛾导航系统的内部工作原理，特别是它们如何在大脑神经回路层面同时处理星空与地磁等多重导航信号。这不仅丰富生态学与神经科学理论，也可能激发新型仿生导航技术的发展，为无人机、自动驾驶等领域提供宝贵启示和灵感。
博贡飞蛾作为夜行迁徙生物的经典典范，其利用星空罗盘完成高精度定位的能力，已经成为动物导航领域具有里程碑意义的发现。随着对该现象理解的深入，必将进一步推动人类对生命奇迹和智慧的敬畏与探索。
