博物学家长期以来一直想知道色彩缤纷的蝴蝶如何能够逃脱为其他昆虫提供食物的鸟类的注意。
英国生态学家的一项新研究表明,这不仅仅是运气问题,而是它们翼展造成的视觉错觉。
埃克塞特大学和埃塞克斯大学的研究人员进行的一项研究得出结论,许多蝴蝶翅膀上的斑点和条纹以及它们跳舞的飞行扰乱了捕食者对昆虫速度和方向的感知。
康沃尔郡埃克塞特大学生态与保护中心的乔治·汉考克表示,很少有欧洲蝴蝶有毒或令人不快,而且它们在飞行中相对容易被发现,因此它们需要一些特殊的东西来避免危险。
汉考克说:“幻觉会干扰捕食者的主要视觉瞄准系统,并破坏最终的弹道攻击。” “因此,鸟类和其他掠食者经常被忽视。”
同样来自埃克塞特大学的朱利安·特罗西安科(Jolian Trossianko)说:“蝴蝶的翅膀在飞行过程中会变形,向上拍动并在底部分离,因此它们的条纹会改变角度并指向不同的方向。
“与它们不可预测的飞行路径相结合,这种模式会产生一种虚假的运动错觉,导致捕食者完全错过或击中翅膀上较不脆弱的部分,例如后翅或尾巴。”
专家将这种机制与“理发杆错觉”进行了比较——红色和白色条纹向上移动,尽管理发杆只是在原地旋转。
当特罗西安科通过“鸟类视觉”的计算机模型制作了一只蝴蝶在头顶飞过的慢动作视频时,取得了突破。看起来——这是错误的——蝴蝶正在向下移动。
Troscianko 说:“起初我检查了一下,发现这不是一个编码错误,我以某种方式上下更改了代码,但后来我意识到,这是迷惑攻击动物的好方法。”
研究小组观察了数百种欧洲蝴蝶,发现不同的图案会产生不同的效果。
人们发现,坠落的蝴蝶是最善于利用运动混乱的。特罗西安科说:“人们还认为它们与祖先蝴蝶的关系更为密切,这表明运动迷失方向大约在蝴蝶从飞蛾进化而来的同时出现。
“落尾的后翅上有小尾巴,这导致了它们的错误率增加。它们不常见于尾巴向上,并且由于鸟类攻击不成功,它们的翅膀边缘被切出尖端形状的孔。这与我们的模型一致,我们的模型表明翅膀标记应该阻止对翼体和烛台体侧面和后面的攻击。”
研究小组使用高速摄像机拍摄蝴蝶,以模拟它们在飞行中的行为。为了测试模式如何影响攻击,100 名人类志愿者扮演“捕食者”,并试图在触摸屏上捕捉虚拟蝴蝶。他们打架了。
研究表明,白蝴蝶通常也能够逃离捕食者。研究人员认为,在飞行过程中,它们由于与背景形成鲜明对比而移动得更快,这可以确定捕食者攻击的时间。
特罗西安科表示,这一发现可以用来解释其他动物如何利用模糊的运动。 “我们认为它在自然界中比以前意识到的要广泛得多,从飞鸟的翅膀到蜥蜴和鱼的尾巴。这开辟了一条有趣的研究途径。”
这项研究——蝴蝶翅膀图案在飞行中产生强大的虚幻运动信号——发表在《自然》杂志上。