Товсті лінії, смуги та плями на крилах метелика можуть допомогти йому втекти від хижаків. Звичайно, камуфляж — це один із способів, але багато видів метеликів виділяються на фоні навколишнього середовища, як пальці. Виявляється, вони не ті сидячі качки, якими нас змусили вірити.
Навіть якщо так, нове дослідження показує, що візерунки крил метелика можуть створювати оптичну ілюзію для птахів, подаючи оманливі сигнали про те, куди летить комаха та як швидко вона туди добирається. Тому птах, який нападає на метелика, часто знаходить свій дзьоб у повітрі.
У новому дослідженні дослідники з Університету Ексетера об’єднали високошвидкісні записи справжніх метеликів, комп’ютерні моделі бачення птахів, моделювання майже 400 європейських видів, експерименти з сенсорним екраном і навіть цифрові «покращені» метелики. Взяті разом, тести показують, що деякі з дивних візерунків, які роблять метеликів такими помітними, можуть служити системою ППО.
Джордж Хенкок, візуальний еколог з Університету Ексетера, сказав: «Плями та плями на крилах багатьох метеликів заважають тому, як їх зорові системи визначають напрямок і швидкість руху речей».
Перукарня полюс з крилами
Цей трюк схожий на звичну ілюзію перукарні. Хоча смугастий циліндр обертається за межами перукарні, його діагональні смуги можуть нескінченно підніматися вгору.
Крила метелика додають ще один шар оптичній ілюзії, оскільки вони не жорсткі. Коли тварина летить, вони плескають разом, роз’єднуються і згортаються клубком. Тому смуга може рухатися в одному напрямку в полі зору хижака, навіть коли тіло метелика рухається в іншому напрямку.
У першому експерименті дослідники зняли політ метелика з частотою понад 1000 кадрів на секунду та обробили відзнятий матеріал за допомогою моделі, розробленої для наближення бачення руху маленьких птахів. Природні візерунки крил створювали більше хибних рухів, ніж версії, в яких ті самі метелики були взяті цифровим способом із їхніх візерунків.
Потім команда створила тривимірні моделі польоту з 757 форм метеликів 397 європейських видів. Висококонтрастні передні крила, вертикальні смуги, помітні поодинокі смуги та відстаючі хвости були одними з особливостей, які тісно пов’язані з оманливими сигналами руху.
Щоб перевірити, чи справді ці сигнали можуть спровокувати атаку, 100 добровольців спробували помахати віртуальними метеликами на сенсорному екрані з частотою 240 герц, виконавши 3000 спроб. Чим більше візерунок метелика спотворював рух вперед, тим більше людей було схильне бити за ним. Серед найменших і найбільш заплутаних метеликів центр розподілу нападу був зміщений приблизно на 38 відсотків від середньої довжини тіла метелика.
«Цього, мабуть, достатньо, щоб врятувати метелика від кількох секунд, коли птах намагається його зловити», — сказав Джоліон Тросіанко, візуальний еколог з Ексетера. Reuters.
Створення оптичної ілюзії
Дослідники також дозволили «еволюціонувати» комп’ютерному алгоритму, змоделювавши 57 600 прикладів штучних крил, конструкції, які викликають найбільшу плутанину в рухах. Після 20 поколінь багато успішних віртуальних метеликів незалежно один від одного розвинули характеристики, подібні до тих, що є у реальних видів. Конвергенція підсилює еволюційний аргумент про те, що плутанина хижаків сприяє поширенню дизайну.
Раніше дослідження показали, що засліплюючий рух дійсно працює. Експеримент із візуальним камуфляжем у 2011 році показав, що висококонтрастні візерунки можуть змінювати швидкість, що сприймається, тоді як дослідження 2017 року щодо смугастих рухомих цілей показало, що напрямок смуг може впливати на визначення напрямку. Попередня робота з метеликами також показала, що видимі задні хвости можуть відбивати напади птахів від більш важливих частин тіла.
Тут змінюється сам рух. Ранні експерименти зі здивуванням часто розглядали модельний об’єкт як жорсткий. Під час польоту метелик постійно деформує поверхню своєї моделі, надаючи додаткові можливості зоровій системі птаха приймати неправильні рішення щодо положення жертви в 3D-просторі. Однак бабки та інші мисливці на комах із гострішим зоровим апаратом не можуть потрапити на той самий трюк.
Але коли метелик стикається з птахом, який рухається за частку секунди, йому потрібна лише уява, щоб закрити дзьоб у порожньому повітрі.
Висновки опубліковані в журналі природа
