Эксперты из Ноттингемского университета создали 3D-модели насекомых в натуральную величину, чтобы изучить, как некоторые виды обманывают хищников. Насекомые заставляют их думать, что они опаснее, чем есть на самом деле, тем самым избегая возможности быть съеденными. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые использовали 3D-модели для изучения бейтсовской мимикрии — явления, при котором безобидный вид эволюционирует, чтобы стать похожим на опасный вид, и таким образом обманывает хищников, заставляя их избегать его.
Степень сходства с видами, которые насекомые имитируют, сильно варьируется, что заставляет задуматься о том, что ограничивает эволюцию менее точных мимиков. Например, почему одни журчалки почти неотличимы от ос, а другие лишь отдаленно на них похожи?
Используя модели в натуральную величину, команда смогла точно воспроизвести ключевые особенности мимиков, такие как форма и цветовые узоры.
Доктор Том Ридер сказал: «В исследовании мы задаёмся вопросом о том, как происходит эволюция и что определяет её направление в конкретный момент. В наших экспериментах рассматривались конкурирующие факторы, которые в конечном счёте могут определять внешний вид организмов. Насекомые и мимикрия — это мощный и доступный способ изучения вопросов, актуальных для всего древа жизни».
Доктор Тейлор пояснил: «Модели позволили нам задать вопросы в формате "а что, если" об этих насекомых. Что, если они лучше имитируют ос, потому что их окрас больше похож на осиный? Это позволило нам поэкспериментировать с внешним видом насекомых так, как это невозможно сделать с реальными экземплярами. А значит, мы могли задать гораздо более широкий спектр вопросов о том, что делает имитацию хорошей или плохой».
Команда использовала 3D-сканы настоящей осы и её имитатора (мухи-журчалки) в качестве отправной точки для разработки вариаций различных признаков, включая форму, цвет, рисунок и размер. Затем ученые использовали аддитивное производство (3D-печать), чтобы превратить эти изображения в физические объекты для экспериментов.
Команда хотела понять, насколько хорошо должен имитировать поведение другого существа мимик, чтобы обмануть хищника, и как бедным насекомым удаётся избежать наказания за не очень хорошую имитацию.
Чтобы понять, насколько несовершенны мимикрии, учёные проверили верхний предел точности мимикрии, выяснив, смогут ли хищники, в данном случае птицы, отличить высокоточные, но несовершенные мимикрии от их прототипов. Затем исследователи посмотрели, повысит ли защиту от хищников мимикрия, внешне похожая на прототип, но не являющаяся им.
Специалисты изучали форму, цвет, рисунок и размер, изменяя различные компоненты по отдельности и проверяя, какой из них обеспечивает наибольшую точность. Наконец, сравнив реакцию разных хищников на одни и те же мимикрии, удалось проверить гипотезу «на вкус и цвет товарищей нет»,.
Было обнаружено, что цвет является очень важным фактором, определяющим «успешность» мимикрии, а в некоторых случаях и размер. Команда также выяснила, что мимикрия может быть не такой точной, если на неё реагируют пауки, а не птицы.
Доктор Ридер добавляет: «Как биолог-эволюционист, вы постоянно пытаетесь понять, что произошло в прошлом, но без машины времени вы не сможете узнать, как муха-журчалка стала такой, какая она есть. Эти методы позволяют визуализировать и воссоздавать полноцветные модели в натуральную величину, чтобы мы увидели, как могли выглядеть предки или потомки современных мух-журчалок, а затем спросить у настоящих хищников, таких как птицы и пауки: что вы думаете об этих характеристиках, которые могли присутствовать в прошлом или будущем?»
