Новое исследование, опубликованное в журнале Nature учеными из Эксетерского университета и Университета Эссекса, является первым доказательством того, что полет бабочки и рисунок ее крыльев вместе создают визуальные иллюзии, которые сбивают хищника с толку, заставляя атаковать не в ту сторону.
Это помогает решить давнюю загадку: бабочки обладают ярким окрасом, который выделяет их среди других, но при этом удивительно мало хищников специализируются на ловле бабочек в полете. На мотыльков, напротив, охотится широкий спектр воздушных хищников.
«Полосы и пятна на крыльях многих бабочек мешают визуальным системам угадывать направление и скорость движущихся объектов, усиливая ложные сигналы движения и скрывая истинное направление бабочки», — сказал доктор Джордж Хэнкок из Университета Эксетера. «Иллюзии вмешиваются в базовую систему визуального наведения хищника и прерывают финальную атаку за десятки миллисекунд, когда он совершает захват своей добычи, не имея времени изменить курс. В результате птицы и другие хищники часто просто промахиваются».
Лежащий в основе механизм работает во многом подобно «иллюзии барберпола» – красно-белому полосатому шесту возле парикмахерских, где кажется, что полосы движутся вверх, хотя шест вращается на месте.
«Крылья бабочек деформируются во время полета – хлопают друг о друга при взмахе вверх и раздвигаются при взмахе вниз, – поэтому их полосы смещаются под углом и направлены в разные стороны при взмахе», — сказал доктор Джолион Трошьянко из Университета Эксетера.
«В сочетании с непредсказуемой траекторией полета этот рисунок создает иллюзию движения, из-за чего хищник может промахнуться или ударить по менее уязвимой части, например по заднему крылу или хвосту. Первое замедленное видео с бабочкой, которое я пропустил через компьютерную модель "птичьего зрения", было подсвечено движением вниз, хотя бабочка двигалась вверх. Сначала я проверил, не ошибся ли я в коде, не поменял ли местами верх и низ, но потом до меня дошло, что это был идеальный способ сбить с толку хищников».
Команда собрала множество доказательств. Они использовали высокоскоростную камеру, чтобы снять взлетающих бабочек со скоростью более 1000 кадров в секунду и запечатлеть, как меняется их рисунок в полете, если смотреть на него глазами птицы.
Затем исследователи изучили узоры на крыльях 400 европейских бабочек и обнаружили, что иллюзия движения встречается довольно часто. Чтобы проверить, как узоры влияют на реальные атаки, 100 добровольцев выступили в роли «хищников», пытаясь поймать виртуальных бабочек на сенсорном экране.
«Может показаться странным, что бабочка в процессе эволюции стала настолько заметной, особенно учитывая, что лишь немногие европейские виды ядовиты или неприятны на вкус, — говорит доктор Хэнкок. — Наше исследование показывает, что бабочки могут использовать самые разные узоры, чтобы создавать иллюзии, сбивающие с толку хищников».
Бабочки и мотыльки также хорошо известны тем, что используют камуфляж во время отдыха, но движение нарушает маскировку. Это исследование показывает, что после того, как бабочки взлетают, их яркая окраска становится совершенно другим средством защиты от хищников.
