This is poo, and what I want to do today is share my passion for poo with you, which might be quite difficult, but I think what you might find more fascinating is the way these small animals deal with poo.
Fecale, azi vreau să vă împărtășesc pasiunea mea pentru fecale, ceea ce poate fi dificil, veți fi mai interesați de modul în care aceste animale colectează fecalele.
So this animal here has got a brain about the size of a grain of rice, and yet it can do things that you and I couldn't possibly entertain the idea of doing. And basically it's all evolved to handle its food source, which is dung.
Creierul acestui animal e cât un bob de orez, și totuși, poate face lucruri pe care nu ni le putem imagina. De fapt, a evoluat pentru a putea procesa sursa de hrană, adică fecalele.
So the question is, where do we start this story? And it seems appropriate to start at the end, because this is a waste product that comes out of other animals, but it still contains nutrients and there are sufficient nutrients in there for dung beetles basically to make a living, and so dung beetles eat dung, and their larvae are also dung-feeders. They are grown completely in a ball of dung. Within South Africa, we've got about 800 species of dung beetles, in Africa we've got 2,000 species of dung beetles, and in the world we have about 6,000 species of dung beetles. So, according to dung beetles, dung is pretty good.
Întrebarea e, cu ce să începem? Mi se pare adecvat să începem cu sfârșitul pentru că acestea sunt fecalele altor animale, care încă mai conțin substanțe nutritive suficiente pentru a asigura hrana gândacului de bălegar. Gândacii de bălegar consumă fecale, la fel ca larvele lor. Se dezvoltă în întregime într-o bilă de bălegar. În Africa de Sud, sunt aprox. 800 de specii de gândaci de bălegar, în Africa, sunt 2.000 de specii, iar în toată lumea există aprox. 6.000 de specii de gândaci de bălegar, deci, judecând după asta, bălegarul e delicios.
Unless you're prepared to get dung under your fingernails and root through the dung itself, you'll never see 90 percent of the dung beetle species, because they go directly into the dung, straight down below it, and then they shuttle back and forth between the dung at the soil surface and a nest they make underground.
Dacă nu sunteți pregătiți să vă intre bălegar sub unghii căutând cu mâna prin el, nu veți vedea nici măcar 90% din speciile de gândaci de bălegar pentru că ei intră direct în bălegar, dedesubt și trec înainte și înapoi între balega de la suprafața solului și cuibul săpat sub pământ.
So the question is, how do they deal with this material? And most dung beetles actually wrap it into a package of some sort. Ten percent of the species actually make a ball, and this ball they roll away from the dung source, usually bury it at a remote place away from the dung source, and they have a very particular behavior by which they are able to roll their balls. So this is a very proud owner of a beautiful dung ball. You can see it's a male because he's got a little hair on the back of his legs there, and he's clearly very pleased about what he's sitting on there. And then he's about to become a victim of a vicious smash-and-grab. (Laughter) And this is a clear indication that this is a valuable resource. And so valuable resources have to be looked after and guarded in a particular way, and we think the reason they roll the balls away is because of this, because of the competition that is involved in getting hold of that dung. So this dung pat was actually -- well, it was a dung pat 15 minutes before this photograph was taken, and we think it's the intense competition that makes the beetles so well-adapted to rolling balls of dung.
Întrebarea e, ce fac cu acest material? Majoritatea gândacilor de bălegar, îl împachetează, într-un fel. 10% din specii fac din el o bilă pe care o rostogolesc de la sursă, de obicei o îngroapă departe de sursa de bălegar. Au un comportament specific prin care reușesc să-și rostogolească bilele. Iată proprietarul unei frumoase mingi de bălegar. Se poate vedea că e mascul după firul de păr de pe spatele picioarelor. E clar că-i foarte mulțumit de bila pe care stă și e pe cale să devină victima unui jaf violent. (Râsete ) Acesta e un indiciu evident că resursa e valoroasă. Resursele valoroase trebuie îngrijite şi păzite în mod special și credem că își rostogolesc bilele din această cauză, datorită competiției pentru bălegar. Această balegă a fost lăsată cu 15 minute înainte de a fi făcută poza și credem că gândacii s-au adaptat atât de bine la rostogolirea bilelor de balegă datorită competiției puternice.
So what you've got to imagine here is this animal here moving across the African veld. Its head is down. It's walking backwards. It's the most bizarre way to actually transport your food in any particular direction, and at the same time it's got to deal with the heat. This is Africa. It's hot.
Imaginați-vă această insectă ce umblă prin savane africane. Merge cu spatele, cu capul în jos. E cel mai bizar mod de a transporta hrana în orice direcție, în același timp trebuie să facă față soarelui. Africa. Căldură mare.
So what I want to share with you now are some of the experiments that myself and my colleagues have used to investigate how dung beetles deal with these problems.
Aș dori să vă arăt câteva experimente făcute împreună cu colegii pentru a investiga cum se descurcă gândacii de bălegar cu aceste probleme.
So watch this beetle, and there's two things that I would like you to be aware of. The first is how it deals with this obstacle that we've put in its way. See, look, it does a little dance, and then it carries on in exactly the same direction that it took in the first place. A little dance, and then heads off in a particular direction. So clearly this animal knows where it's going and it knows where it wants to go, and that's a very, very important thing, because if you think about it, you're at the dung pile, you've got this great big pie that you want to get away from everybody else, and the quickest way to do it is in a straight line. So we gave them some more tasks to deal with, and what we did here is we turned the world under their feet. And watch its response. So this animal has actually had the whole world turned under its feet. It's turned by 90 degrees. But it doesn't flinch. It knows exactly where it wants to go, and it heads off in that particular direction.
Priviți acest gândac. Aș vrea să fiți atenți la două lucruri. În primul rând, cum se descurcă dacă vrem să-i tăiem calea. Vedeți, face un mic dans apoi își continuă drumul exact în aceeași direcție în care o luat-o prima dată. Un mic dans, apoi o ia într-o anumită direcție. E clar că știe unde merge, unde dorește să ajungă, iar asta e foarte important pentru că, gândiți-vă, sunteți la grămada de bălegar, aveți acest minunat morman pe care vreți să-l ascundeți de restul lumii și cea mai rapidă cale de-a o face e în linie dreaptă. Le-am mai dat și alte sarcini, aici le-am modificat direcția. Priviți reacția. Acestei insecte i s-a schimbat complet direcția, la 90 de grade, dar nu se dezorientează, știe exact unde vrea să ajungă și se îndreaptă într-o anumită direcție.
So our next question then was, how are they doing this? What are they doing? And there was a cue that was available to us. It was that every now and then they'd climb on top of the ball and they'd take a look at the world around them. And what do you think they could be looking at as they climb on top of the ball? What are the obvious cues that this animal could use to direct its movement? And the most obvious one is to look at the sky, and so we thought, now what could they be looking at in the sky? And the obvious thing to look at is the sun. So a classic experiment here, in that what we did was we moved the sun. What we're going to do now is shade the sun with a board and then move the sun with a mirror to a completely different position. And look at what the beetle does. It does a little double dance, and then it heads back in exactly the same direction it went in the first place. What happens now? So clearly they're looking at the sun. The sun is a very important cue in the sky for them.
Ne-am pus următoarea întrebare, cum fac asta? Ce fac de fapt? Aveam un singur indiciu. Din când în când se urcau pe bilă și se uitau în jur. La ce credeți că se puteau uita cățărați pe bilă? Ce indicatoare evidente putea folosi pentru a se orienta? Cel mai la îndemână e să privească cerul, așa că ne-am întrebat la ce se pot uita pe cer? Evident că la soare. Aici e un experiment clasic în care am mutat soarele. Vom face umbră cu un placaj, apoi vom muta soarele cu ajutorul unei oglinzi într-o cu totul altă poziție. Priviți mica vietate. Face un mic dans dublu apoi se întoarce spre aceeași direcție din care a pornit. Ce se întâmplă acum? E evident că se uită la soare. Acesta e un reper foarte important pentru ei.
The thing is the sun is not always available to you, because at sunset it disappears below the horizon. What is happening in the sky here is that there's a great big pattern of polarized light in the sky that you and I can't see. It's the way our eyes are built. But the sun is at the horizon over here and we know that when the sun is at the horizon, say it's over on this side, there is a north-south, a huge pathway across the sky of polarized light that we can't see that the beetles can see. So how do we test that? Well, that's easy. What we do is we get a great big polarization filter, pop the beetle underneath it, and the filter is at right angles to the polarization pattern of the sky. The beetle comes out from underneath the filter and it does a right-hand turn, because it comes back under the sky that it was originally orientated to and then reorientates itself back to the direction it was originally going in. So obviously beetles can see polarized light.
Soarele nu e întotdeauna pe cer, pentru că la apus dispare. Aici, pe cer, avem un model de lumină polarizată pe care noi nu-l putem vedea. Așa e făcut ochiul uman. Dar soarele e la orizont aici și știm că atunci când e la orizont, să zicem că e pe această parte, avem un nord și sud, o cale mare pe cer de lumină polarizată pe care n-o putem vedea, dar pe care gândacii de bălegar o văd. Cum se poate testa asta? Ușor. Luăm un filtru de polarizare, punem gândacul sub el și poziționăm filtrul la unghi drept față de lumina polarizată de pe cer. Gândacul iese de sub filtru și se întoarce spre dreapta pentru că revine sub cerul liber după care se orienta inițial, apoi se reorientează spre direcția în care mergea iniţial. E clar că gândacii pot vedea lumina polarizată.
Okay, so what we've got so far is, what are beetles doing? They're rolling balls. How are they doing it? Well, they're rolling them in a straight line. How are they maintaining it in a particular straight line? Well, they're looking at celestial cues in the sky, some of which you and I can't see.
OK, până acum știm că gândacii rostogolesc aceste bile. Cum o fac? O fac în linie dreaptă. Cum reușesc să mențină acest traseu? Se bazează pe anumite indicii cerești, pe care noi nu le putem vedea.
But how do they pick up those celestial cues? That was what was of interest to us next. And it was this particular little behavior, the dance, that we thought was important, because look, it takes a pause every now and then, and then heads off in the direction that it wants to go in. So what are they doing when they do this dance? How far can we push them before they will reorientate themselves? And in this experiment here, what we did was we forced them into a channel, and you can see he wasn't particularly forced into this particular channel, and we gradually displaced the beetle by 180 degrees until this individual ends up going in exactly the opposite direction that it wanted to go in, in the first place. And let's see what his reaction is as he's headed through 90 degrees here, and now he's going to -- when he ends up down here, he's going to be 180 degrees in the wrong direction. And see what his response is. He does a little dance, he turns around, and heads back in this. He knows exactly where he's going. He knows exactly what the problem is, and he knows exactly how to deal with it, and the dance is this transition behavior that allows them to reorientate themselves.
Dar cum sesizează aceste indicii? Asta ne-a interesat mai departe. Credem că acest comportament particular, dansul, are un rol important pentru că, priviți, ia din când în când o pauză apoi se îndreaptă în direcția pe care și-a propus-o. Ce fac ei de fapt prin acest dans? Cât de mult putem să-i abatem înainte de a se reorienta? În acest experiment, i-am făcut să intre în acest canal, puteți vedea că nu a fost forțat să intre exact în acest canal și puțin câte puțin, am rotit gândacul cu 180 de grade, până când a ajuns să se deplaseze în direcția opusă celei în care voia să meargă inițial. Să-i vedem reacția pe măsură ce se îndreaptă cu 90 de grade și cum va fi când va ajunge aici la 180 de grade, în direcție greșită. Vedeți-i răspunsul. Face un mic dans, se întoarce și merge înapoi. Știe exact unde vrea să meargă. Știe exact care-i problema, știe și cum s-o rezolve, iar dansul e comportamentul acestei tranziții ce le permite să se reorienteze.
So that's the dance, but after spending many years sitting in the African bush watching dung beetles on nice hot days, we noticed that there was another behavior associated with the dance behavior. Every now and then, when they climb on top of the ball, they wipe their face. And you see him do it again. Now we thought, now what could be going on here? Clearly the ground is very hot, and when the ground is hot, they dance more often, and when they do this particular dance, they wipe the bottom of their face. And we thought that it could be a thermoregulatory behavior. We thought that maybe what they're doing is trying to get off the hot soil and also spitting onto their face to cool their head down.
Deci ăsta-i dansul, dar după ce am petrecut mulți ani studiind gândacii de bălegar din savana africană, am mai observat un alt comportament asociat cu dansul. Din când în când, după ce se urcă pe bilă, se șterg pe față. Iată, o face din nou. Ne-am întrebat, de ce-ar face asta? E clar că pământul e încins, iar când e foarte cald, dansează mai des și când dansează în acest mod, își șterg față. Am crezut că poate fi pentru reglarea temperaturii. Poate că fac asta ca să se desprindă de sol și să-și răcorească capul cu salivă.
So what we did was design a couple of arenas. one was hot, one was cold. We shaded this one. We left that one hot. And then what we did was we filmed them with a thermal camera. So what you're looking at here is a heat image of the system, and what you can see here emerging from the poo is a cool dung ball. So the truth is, if you look at the temperature over here, dung is cool. (Laughter)
Am proiectat două suprafețe, una fierbinte, cealaltă rece. Pe asta am umbrit-o, pe cealaltă am lăsat-o să se încălzească. I-am filmat cu o cameră cu infraroșu. Deci aici puteți vedea o imagine termică și puteți vedea că din fecale se face o bilă de bălegar. Adevărul e că dacă ținem cont de temperatura de aici, bălegarul e rece. (Râsete)
So all we're interested in here is comparing the temperature of the beetle against the background. So the background here is around about 50 degrees centigrade. The beetle itself and the ball are probably around about 30 to 35 degrees centigrade, so this is a great big ball of ice cream that this beetle is now transporting across the hot veld. It isn't climbing. It isn't dancing, because its body temperature is actually relatively low. It's about the same as yours and mine. And what's of interest here is that little brain is quite cool. But if we contrast now what happens in a hot environment, look at the temperature of the soil. It's up around 55 to 60 degrees centigrade. Watch how often the beetle dances. And look at its front legs. They're roaringly hot. So the ball leaves a little thermal shadow, and the beetle climbs on top of the ball and wipes its face, and all the time it's trying to cool itself down, we think, and avoid the hot sand that it's walking across.
Vrem să comparăm temperatura gândacului cu cea a mediului. Aici sunt circa 50 de grade Celsius. Gângania și bila au în jur de 30 până la 35 de grade Celsius, deci aceasta-i o bilă mare de înghețată pe care gândacul o transportă prin savana fierbinte. Nu se urcă pe ea. Nu dansează pentru că acum temperatura corpului e relativ scăzută. E aproape la fel ca a noastră. E interesant faptul că are creierul destul de rece. Dar dacă punem în contrast ce se întâmplă într-un mediu fierbinte, vedeți temperatura solului. E în jur de 55 până la 60 de grade. Priviți cât de des dansează și priviți picioarele anterioare, sunt foarte fierbinți. Bila face puțină umbră, gândacul urcă pe ea, își șterge fața și credem că încearcă să se răcorească, și să evite nisipul fierbinte pe care merge.
And what we did then was put little boots on these legs, because this was a way to test if the legs were involved in sensing the temperature of the soil. And if you look over here, with boots they climb onto the ball far less often when they had no boots on. So we described these as cool boots. It was a dental compound that we used to make these boots. And we also cooled down the dung ball, so we were able to put the ball in the fridge, gave them a nice cool dung ball, and they climbed onto that ball far less often than when they had a hot ball. So this is called stilting. It's a thermal behavior that you and I do if we cross the beach, we jump onto a towel, somebody has this towel -- "Sorry, I've jumped onto your towel." -- and then you scuttle across onto somebody else's towel, and that way you don't burn your feet. And that's exactly what the beetles are doing here.
Apoi i-am pus mici încălțări pe aceste membre pentru a testa dacă simte sau nu cu membrele temperatura solului. Dacă vă uitați aici, așa încălțați, se urcă pe bilă de mult mai puține ori. Am denumit aceste încălțări „răcoroase”. Le-am făcut dintr-un material dentar. Am răcit și bila de bălegar și am pus-o în frigider, le-am pus la dispoziție o bilă rece. Au urcat pe ea de mult mai puține ori decât atunci când era fierbinte. Merge cu pauze urcându-se pe bilă, e un comportament termic pe care-l avem și noi când traversăm plaja, sărim pe un prosop, prosopul aparține cuiva – „Scuze, am călcat pe prosopul tău.” – apoi ne îndreptăm spre alt prosop, astfel nu ne ardem la picioare. Exact același lucru fac și gândacii.
However, there's one more story I'd like to share with you, and that's this particular species. It's from a genus called Pachysoma. There are 13 species in the genus, and they have a particular behavior that I think you will find interesting. This is a dung beetle. Watch what he's doing. Can you spot the difference? They don't normally go this slowly. It's in slow motion. but it's walking forwards, and it's actually taking a pellet of dry dung with it. This is a different species in the same genus but exactly the same foraging behavior.
Mai e ceva ce doresc să vă împărtășesc, e vorba de această specie. E din genul Pachysoma care are 13 specii cu un comportament pe care-l veți găsi interesant. Iată un gândac de bălegar. Priviți ce face. Observați diferența? În mod normal nu merge atât de încet. E cu încetinitorul, dar merge înainte și duce cu el o bucată de balegă uscată. Asta-i o altă specie a aceluiași gen, care are comportament asemănător de căutare a hranei.
There's one more interesting aspect of this dung beetle's behavior that we found quite fascinating, and that's that it forages and provisions a nest. So watch this individual here, and what he's trying to do is set up a nest. And he doesn't like this first position, but he comes up with a second position, and about 50 minutes later, that nest is finished, and he heads off to forage and provision at a pile of dry dung pellets. And what I want you to notice is the outward path compared to the homeward path, and compare the two. And by and large, you'll see that the homeward path is far more direct than the outward path. On the outward path, he's always on the lookout for a new blob of dung. On the way home, he knows where home is, and he wants to go straight to it. The important thing here is that this is not a one-way trip, as in most dung beetles. The trip here is repeated back and forth between a provisioning site and a nest site. And watch, you're going to see another South African crime taking place right now. (Laughter) And his neighbor steals one of his dung pellets.
Un alt aspect interesant al acestui comportament, pe care în considerăm fascinant, e că își caută hrana și își aprovizionează cuibul. Priviți acest gândac, încearcă să facă un cuib. Nu-i place prima poziționare, dar face o a doua și peste vreo 50 de minute cuibul e gata și se duce să aducă hrană și provizii de la mai multe grămezi de balegă uscată Vreau să comparați calea de plecare cu calea de întoarcere. În mare, calea de întoarcere e mult mai directă decât cea de plecare. Când pleacă, gândacul e în căutare de bălegar proaspăt. Când se întoarce, știe exact unde e cuibul și vrea să ajungă repede. E important faptul că nu-i un traseu cu un singur sens, ca la majoritatea gândacilor de bălegar. Aici, traseul se repetă înainte și înapoi între locul de aprovizionare și cuib. Priviți, veți vedea chiar acum o altă fărădelege sud-africană. (Râsete) Un vecin îi fură bucata de balegă.
So what we're looking at here is a behavior called path integration. And what's taking place is that the beetle has got a home spot, it goes out on a convoluted path looking for food, and then when it finds food, it heads straight home. It knows exactly where its home is. Now there's two ways it could be doing that, and we can test that by displacing the beetle to a new position when it's at the foraging site. If it's using landmarks, it will find its home. If it is using something called path integration, it will not find its home. It will arrive at the wrong spot, and what it's doing here if it's using path integration is it's counting its steps or measuring the distance out in this direction. It knows the bearing home, and it knows it should be in that direction. If you displace it, it ends up in the wrong place. So let's see what happens when we put this beetle to the test with a similar experiment.
Aici studiem un comportament numit integrarea traseului. Vedeți ce se întâmplă, gândacul are un colț în cuib, iese pe un traseu întortocheat în căutare de hrană și când o găsește, o duce direct acasă. Știe exact care-i direcția. Poate face asta prin două metode, putem vefirica punând gândacul într-o altă poziție când se află la locul de aprovizionare. Dacă folosește repere, își va găsi casa. Dacă se folosește de integrarea traseului, nu-și va găsi casa. Va ajunge într-un loc greșit, în cazul acesta, gândacul numără pașii sau determină distanța în această direcție. Știe locația casei și știe care-i direcția. Dacă îl muți, va reveni într-un loc greșit. Să vedem ce se întâmplă dacă supunem acest gândac la un astfel de experiment.
So here's our cunning experimenter. He displaces the beetle, and now we have to see what is going to take place. What we've got is a burrow. That's where the forage was. The forage has been displaced to a new position. If he's using landmark orientation, he should be able to find the burrow, because he'll be able to recognize the landmarks around it. If he's using path integration, then it should end up in the wrong spot over here.
Acesta-i vicleanul experimentator. Mută gândacul și vrem să vedem ce se va întâmpla. Avem un adăpost. Aici era hrana. A fost mutată în alt loc. Dacă se orientează prin repere, va putea găsi noul adăpost pentru că va recunoaște reperele din jur. Dacă folosește integrarea traseului, va reveni în acest loc greșit.
So let's watch what happens when we put the beetle through the whole test. So there he is there. He's about to head home, and look what happens. Shame. It hasn't a clue. It starts to search for its house in the right distance away from the food, but it is clearly completely lost. So we know now that this animal uses path integration to find its way around, and the callous experimenter leads it top left and leaves it. (Laughter)
Să vedem ce se întâmplă când supunem gândacul la întregul test. Iată gândacul. E pe cale de-a se întoarce acasă, priviți ce se întâmplă. Rușine. Nu are nicio idee. Începe să-și caute casa la o distanță mare de hrană, dar e clar că s-a rătăcit. Acum știm că gândacul folosește integrarea traseului pentru a se orienta, iar experimentatorul îl conduce în stânga-sus și-l lasă acolo. (Râsete)
So what we're looking at here are a group of animals that use a compass, and they use the sun as a compass to find their way around, and they have some sort of system for measuring that distance, and we know that these species here actually count the steps. That's what they use as an odometer, a step-counting system, to find their way back home. We don't know yet what dung beetles use.
Deci avem de-a face cu niște animale ce folosesc o busolă, folosesc soarele ca busolă pentru a se orienta și au un fel de sistem de măsurare a distanței. Știm că aceste specii numără pașii. Acesta e pedometrul lor, sistem de număre a pașilor pe care-l folosesc pentru a-și găsi drumul spre casă. Încă nu știm cum fac asta.
So what have we learned from these animals with a brain that's the size of a grain of rice? Well, we know that they can roll balls in a straight line using celestial cues. We know that the dance behavior is an orientation behavior and it's also a thermoregulation behavior, and we also know that they use a path integration system for finding their way home. So for a small animal dealing with a fairly revolting substance we can actually learn an awful lot from these things doing behaviors that you and I couldn't possibly do. Thank you. (Applause)
Ce am învățat de la aceste animale cu creierul de mărimea unui bob de orez? Știm că pot rostogoli bile în linie dreaptă folosind repere cerești. Știm că dansul e un comportament de orientare, și cu rol de reglare a temperaturii și știm că folosesc un sistem de integrare a traseului pentru a-și găsi drumul spre casă. Deci, de la această vietate ce folosește o substanță atât de revoltătoare, putem învăța foarte multe din aceste comportamente pe care noi nu le avem. Mulțumesc. (Aplauze)