螳螂虾以其强劲的四肢冲劲，难以置信的异常眼睛和生动的外骨骼闻名于世。而且，事实证明，他们也非常擅长寻找回家的路。通过对这些通常不合作的生物进行一系列艰苦的实验，里克什·帕特尔(Rickesh Patel)在螳螂虾航行方面产生了新发现，该发现于本周在《当代生物学》上发表。

Patel博士UMBC生物科学​​的候选人发现，他研究的螳螂虾物种依赖于太阳，偏振光的图案以及内部线索(依此顺序)可以直接导航回其无法描述的洞穴。这些直线回报通常伴随着虾寻找食物或伴侣时蜿蜒曲折的突袭。正如Patel在他的第一次野外考察探险中指出的那样，当在掠食者或被感知的掠食者在场的情况下寻求庇护时，迅速回家的能力便派上了用场。

在UMBC的第一年后，帕特尔与汤姆·克罗宁(Tom Cronin)的实验室一起前往大堡礁的蜥蜴岛，收集螳螂虾进行研究。帕特尔说：“一旦他们注意到您，他们就会转身直接拉到某种庇护所。”像一个真正的科学家一样，“这让我想知道他们如何去寻找回家的路。”

关键的起点

科学家在其他物种(主要是蜜蜂，蚂蚁和老鼠)的航行方面已经写了很多文章，但是Patel的研究是螳螂虾航行的第一项工作。

首先，帕特尔(Patel)必须找到一种可以配合使用的行为，以测试关于螳螂虾如何航行的想法。因此，他创建了一个小竞技场，将人工虾洞埋在沙子中。他将虾放在赛场上，令他高兴的是，螳螂虾乐于占据一小部分PVC管。然后他把食物放在距离洞穴较远的地方。他看着虾离开洞穴，蜿蜒直到找到食物，然后以相当的直线回到洞穴。

根据这些最初的观察，帕特尔假设螳螂虾使用称为路径整合的过程来寻找回家的路。换句话说，他们能够以某种方式从洞穴中追踪距离和方向。

“对我来说，那可能是实验中最令人兴奋的部分，因为我知道我的行为确实很健壮，可以与之一起工作，”帕特尔说。“从最初开始，我所做的一切实际上都得到了扩展。”

阳光惊喜

在首次发现之后，就开始了具有挑战性的工作，以找出动物用来确定回家路径的线索。

帕特尔(Patel)建立了八个更大的竞技场，每个竞技场的直径约为1.5米，用于进行实验。他问的第一个问题是虾是利用内部还是外部线索回家。

为了测试这一点，Patel创建了一个设置，在取回食物时将动物旋转180度。如果虾使用外部线索来记住它离家的距离和方向，它仍然会朝着正确的方向前进。如果使用内部提示，则基于其自身的方向，它将朝相反的方向前进。在第一轮试验中，动物始终朝着完全相反的方向前进。

帕特尔说：“那真的很酷，但这没有多大意义，因为内部指南针的精确度要比与环境有关的精确度低得多。”然后它击中了他：“当我进行这些实验时，我们恰好是阴暗的一周，所以我等到天气晴朗之后，每次，他们都回到家。”

拼砌拼图

帕特尔(Patel)意识到他的实验完美地证明了动物所使用的线索的层次结构。他们首先使用外部提示，但是当这些提示不可用时，他们使用内部提示。

那是一系列创造性实验的开始，进一步实验了这些动物如何导航。当帕特尔(Patel)用镜子欺骗动物以为太阳是从相反方向射来的时，它们走错了路。这表明他们以太阳为主要提示。当多云但并非完全黑暗时，他们在光线中使用了偏振模式，当阴天仍然可以检测到。当天空完全覆盖后，他们恢复了内部导航系统。

多种技能

对于帕特尔(Patel)来说，创建实验性竞技场-本质上就是虾类障碍赛道-与获得结果几乎一样有趣。他分享道：“这是我真正喜欢的东西-建立东西，创造东西。”帕特尔(Patel)在长滩的加利福尼亚州立大学(California State University)的大学学习艺术和生物学。“我认为这些技能为我设计实验提供了帮助。”

Patel需要的其他技能是耐心和毅力。他说：“这些动物每天可能只行为一次，因此，如果您吓the了动物，那一天您就迷路了。”

例如，其中一项实验涉及将动物放在可以将它们拉到新位置的轨道上，并查看它们从那里前进的位置。帕特尔说：“如果赛道太急乱或走得太快，他们会感到害怕，甚至表现不佳。”“因此，我不得不设计实验，以使其是如此柔和，以至于他们没有意识到自己在被感动。”

新问题

Patel的所有耐心都获得了新发现，这些新发现提出了一系列未来需要回答的问题。虽然路径整合已在其他物种中得到了充分证明，但螳螂虾却是第一个在水下演示该技术的人。通过水抬头仰望天空与通过空气抬头仰望是完全不同的，所以帕特尔很好奇动物的过程与其他物种有何不同。

帕特尔最终也对导航行为的神经基础感兴趣，但他说：“在研究大脑中发生的事情之前，必须先了解动物的行为。”“所以这就是我真正专注于行为工作的原因，以弄清楚动物在做什么以及什么样的刺激适合显示给我们该动物用来研究其神经病学。”

到目前为止，其他工作已经证明，称为中央复合体的大脑区域在昆虫和螳螂虾之间有着不可思议的相似性。考虑到蜜蜂和虾在生命树上的距离有多远，这特别有趣。众所周知，中央复合体有助于蜜蜂的航行，因此，帕特尔(Patel)对了解其在螳螂虾中的功能感兴趣。Cronin实验室的另一名研究生Alice Chou也正在研究螳螂虾的大脑结构。