Оптическая ловушка на крыльях: учёные выяснили, почему бабочек трудно поймать в полёте

Бабочки могут защищаться от атакующих хищников не только маскировкой или предупреждающей окраской. Исследователи Университета Эксетера и Университета Эссекса показали, что рисунок на крыльях во время полёта способен создавать иллюзорные сигналы движения, из-за которых хищнику сложнее определить реальное направление и скорость добычи. Работа опубликована 30 сентября в журнале Nature.

Механизм связан с тем, что крылья при взмахах не остаются жёсткими плоскостями. На разных фазах движения они деформируются, сходятся и расходятся, поэтому полосы и другие контрастные элементы постоянно меняют положение относительно наблюдателя. В результате зрительная система получает противоречивые подсказки о направлении движения. Авторы сравнивают эффект с иллюзией «парикмахерского столба», при которой рисунок воспринимается как движущийся в направлении, отличном от реального движения объекта.

Исследователи проверили гипотезу несколькими способами. Взлёт бабочек снимали высокоскоростной камерой с частотой более 1000 кадров в секунду, после чего анализировали движение так, как его могла бы воспринимать птица. Кроме того, учёные исследовали рисунки 397 европейских видов бабочек и проверили реакцию 100 добровольцев, которым предлагалось ловить виртуальных бабочек на сенсорном экране.

Во время компьютерного моделирования отдельный алгоритм сгенерировал 57 600 вариантов рисунка крыльев, отбирая их только по способности создавать путаницу в восприятии движения. Получившиеся узоры во многих случаях сходились с характерными рисунками настоящих бабочек.

Авторы работы считают, что движение крыльев и их контрастный рисунок могут действовать совместно: хищник получает ложную информацию о траектории в тот момент, когда уже начинает атаку и времени на её корректировку остаётся мало. При этом речь не идёт об универсальной защите для всех видов бабочек. Исследование показывает вероятный эволюционный механизм, который может дополнять маскировку, предупреждающую окраску и другие способы защиты.

Интересно и то, что подобный принцип может оказаться шире бабочек. Исследователи предполагают, что сходное искажение восприятия движения стоит проверить у других животных с контрастными узорами и движущимися частями тела — например, у птиц, ящериц и рыб. Независимого подтверждения того, что именно этот механизм обеспечивает защиту у всех перечисленных животных, пока нет.

Источник: phys.org