Узоры на крыльях помогают бабочкам сбивать хищников с цели
Ученые выяснили, что бабочки во время полета используют узоры на крыльях для создания зрительных иллюзий. Они мешают хищникам правильно оценить скорость и направление движения добычи, из-за чего атака может закончиться промахом.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 1 октября /Новости науки/. Ученые выяснили, что узоры на крыльях бабочек во время полета создают зрительные иллюзии, из-за которых хищники ошибаются в скорости и направлении движения добычи. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature.
Исследователи установили, что защитный эффект возникает благодаря сочетанию рисунка крыльев и особенностей их движения. Во время полета крылья меняют форму и положение: они сходятся при движении вверх и расходятся при движении вниз, из-за чего полосы на них постоянно меняют угол. Вместе с непредсказуемой траекторией полета это создает ложное впечатление о направлении движения бабочки.
Механизм напоминает известную зрительную иллюзию с вращающимся полосатым цилиндром, при которой диагональные полосы кажутся движущимися вверх, хотя сам объект только вращается. По словам исследователей, похожим образом рисунок крыльев способен создавать ложные сигналы движения и заставлять хищника атаковать не туда, где в действительности находится бабочка.
Для проверки гипотезы ученые снимали взлетающих бабочек высокоскоростной камерой со скоростью более 1 000 кадров в секунду и анализировали движение узоров так, как его могла бы воспринимать зрительная система птицы. Затем специалисты изучили рисунки примерно 400 видов европейских бабочек и установили, что узоры, способные создавать такие иллюзии движения, широко распространены.
Еще в одном эксперименте 100 добровольцев выполняли роль хищников и пытались поймать виртуальных бабочек на сенсорном экране. Результаты показали, что особенности рисунка крыльев действительно влияли на точность атак. Кроме того, исследователи с помощью компьютерной модели создали и подвергли искусственному отбору более 50 тысяч вариантов узоров, оставляя те, которые сильнее всего искажали восприятие движения.
В ходе компьютерного эксперимента постепенно возникли рисунки, похожие на узоры настоящих бабочек. Авторы считают, что способность создавать зрительные иллюзии могла быть одним из факторов, повлиявших на эволюцию окраски крыльев.
Исследователи отмечают, что полученные результаты помогают объяснить, почему многие бабочки имеют яркие и хорошо заметные узоры, несмотря на риск привлечь внимание хищников. В состоянии покоя бабочки и мотыльки могут использовать маскировку, однако во время движения она становится менее эффективной. Узоры на крыльях могут обеспечивать другой способ защиты уже в полете.
Авторы исследования допускают, что похожие механизмы могут встречаться и у других животных. Контрастные рисунки на движущихся крыльях птиц, хвостах ящериц и рыб также потенциально способны искажать восприятие движения, однако это предстоит проверить в дальнейших исследованиях.
Исследователи установили, что защитный эффект возникает благодаря сочетанию рисунка крыльев и особенностей их движения. Во время полета крылья меняют форму и положение: они сходятся при движении вверх и расходятся при движении вниз, из-за чего полосы на них постоянно меняют угол. Вместе с непредсказуемой траекторией полета это создает ложное впечатление о направлении движения бабочки.
Механизм напоминает известную зрительную иллюзию с вращающимся полосатым цилиндром, при которой диагональные полосы кажутся движущимися вверх, хотя сам объект только вращается. По словам исследователей, похожим образом рисунок крыльев способен создавать ложные сигналы движения и заставлять хищника атаковать не туда, где в действительности находится бабочка.
Для проверки гипотезы ученые снимали взлетающих бабочек высокоскоростной камерой со скоростью более 1 000 кадров в секунду и анализировали движение узоров так, как его могла бы воспринимать зрительная система птицы. Затем специалисты изучили рисунки примерно 400 видов европейских бабочек и установили, что узоры, способные создавать такие иллюзии движения, широко распространены.
Еще в одном эксперименте 100 добровольцев выполняли роль хищников и пытались поймать виртуальных бабочек на сенсорном экране. Результаты показали, что особенности рисунка крыльев действительно влияли на точность атак. Кроме того, исследователи с помощью компьютерной модели создали и подвергли искусственному отбору более 50 тысяч вариантов узоров, оставляя те, которые сильнее всего искажали восприятие движения.
В ходе компьютерного эксперимента постепенно возникли рисунки, похожие на узоры настоящих бабочек. Авторы считают, что способность создавать зрительные иллюзии могла быть одним из факторов, повлиявших на эволюцию окраски крыльев.
Исследователи отмечают, что полученные результаты помогают объяснить, почему многие бабочки имеют яркие и хорошо заметные узоры, несмотря на риск привлечь внимание хищников. В состоянии покоя бабочки и мотыльки могут использовать маскировку, однако во время движения она становится менее эффективной. Узоры на крыльях могут обеспечивать другой способ защиты уже в полете.
Авторы исследования допускают, что похожие механизмы могут встречаться и у других животных. Контрастные рисунки на движущихся крыльях птиц, хвостах ящериц и рыб также потенциально способны искажать восприятие движения, однако это предстоит проверить в дальнейших исследованиях.
