Бабочки используют оптические иллюзии, чтобы избегать хищных птиц — ученые

Птах, який нападає на метелика, часто виявляє, що його дзьоб хапає порожнечу.

Згідно з новим дослідженням учених з Університету Ексетера (Британія), цей промах, що триває частку секунди, — це не просто невдача. Він спричинений зоровою ілюзією, яку створюють крила метелика. Про це повідомляє прес-служба вишу.

Політ метелика та візерунок на його крилах взаємодіють, створюючи потужні зорові ілюзії, які збивають хижака з пантелику щодо швидкості та напрямку руху, змушуючи його атакувати не туди, — зазначається у статті.

Це відкриття допомагає розгадати давню загадку:

• метелики мають яскраві візерунки, що виділяють їх серед оточення;
• проте напрочуд мало хижаків спеціалізуються на полюванні на них під час польоту.

Смуги та плями на крилах багатьох метеликів заважають зоровій системі хижака визначити напрямок і швидкість рухомих об'єктів, підсилюючи помилкові сигнали руху та приховуючи справжній напрямок польоту метелика, — зазначив дослідники.

Ці ілюзії заважають роботі найпростішої системи візуального наведення хижака та збивають з курсу остаточну «балістичну атаку» протягом десятків мілісекунд, коли він вже вирішив схопити здобич і не має часу змінити курс. Як наслідок, птахи та інші хижаки часто просто промахуються, — додають учені.

Механізм, що лежить в основі цього явища, працює майже так само, як відома «ілюзія перукарського стовпа» (червоно-білий смугастий стовп, смуги на якому ніби рухаються вгору, хоча стовп просто обертається на місці):

• крила метелика деформуються під час польоту — змикаючись під час підйому та розходячись під час опускання — тому кут нахилу їхніх смуг змінюється, і вони вказують у різні боки під час махання;
• у поєднанні з непередбачуваними траєкторіями польоту така візерункова структура створює оманливі ілюзії руху, що змушує хижака або повністю промахнутися, або вразити менш вразливу частину крила, наприклад заднє крило чи хвіст.

Перше відео метелика в уповільненому режимі, яке я проаналізував за допомогою нашої комп’ютерної моделі пташиного зору, показувало яскравий рух вниз, хоча метелик насправді рухався вгору, — зазначає один із дослідників. — Спочатку я перевірив, чи це не помилка в коді, чи я якось переплутав «вгору» і «вниз», але потім до мене дійшло, що це може бути ідеальним способом заплутати хижаків, які атакують.

У межах дослідження учені об'єднала дані з різних джерел:

• за допомогою високошвидкісної камери вони знімали справжніх метеликів, що злітають, зі швидкістю понад 1 тис. кадрів на секунду, щоб зафіксувати, як їхні візерунки поводяться під час польоту, як це бачить птах;
• потім вони дослідили візерунки близько 400 європейських метеликів і виявили, що візерунки, які створюють ілюзію руху, є дуже поширеними;
• щоб перевірити, як візерунки впливають на реальні атаки, 100 добровольців виступили в ролі «хижаків», намагаючись зловити віртуальних метеликів на сенсорному екрані;
• згодом дослідники використали комп’ютерне моделювання, щоб «еволюціонувати» понад 50 тис. візерунків крил, починаючи з випадкових початкових точок, відбираючи ті візерунки, які створювали найбільшу плутанину щодо руху. Візерунки збіглися з мотивами, разюче схожими на ті, що зустрічаються в природі — це свідчить, що ця ілюзія є однією з головних сил, які формують еволюцію крил метеликів.

Це відкриття стосується не лише метеликів.

Вже давно існували припущення, що яскраві смуги на тілах зебр і змій заплутують сприйняття руху хижаками, але переконливі докази було важко знайти, — зазначають учені. — Наше дослідження відкриває справді новий підхід до аналізу зору руху, і ми вважаємо, що заплутування руху, ймовірно, набагато ширше поширене в природі, ніж раніше вважалося — від махання крил птахів до швидких рухів хвостів ящірок і риб.