Fluturii se apără de prădători cu aripile. Cum este posibil?

Cercetătorii care studiază acest mecanism natural de apărare au descoperit că modelele contrastante de pe aripi pot interacţiona cu mişcările acestora pentru a crea semnale vizuale înşelătoare privind mişcarea, îngreunând astfel capacitatea prădătorilor de a estima viteza şi direcţia de zbor a fluturelui, precum şi poziţia sa exactă.

„Modelele de pe aripile fluturilor se combină cu bătăile aripilor pentru a crea iluzii optice, făcând să pară că fluturele se deplasează într-o direcţie diferită de traiectoria sa reală”, a declarat Jolyon Troscianko, profesor la Universitatea din Exeter (Anglia) şi coordonator al studiului publicat în revista Nature. „Probabil că acest lucru este suficient pentru a salva fluturele în acea fracţiune de secundă în care o pasăre ar încerca să-l prindă”.

Ideea că dungile şi alte marcaje pronunţate de pe aripi pot crea un efect de „dezorientare vizuală prin mişcare” („motion dazzle”) a fost propusă de mult timp de către oamenii de ştiinţă. Totuşi, experimentele care au implicat diverse animale – precum zebrele, şerpii şi şopârlele – au oferit rezultate contradictorii, iar multe studii nu au luat în calcul mişcările aripilor sau ale membrelor.

„Aripile fluturilor sunt suprafeţe flexibile care se lovesc una de alta şi se deschid brusc, pivotând totodată înainte şi înapoi, descriind o formă de cifră opt în timpul zborului. Această mişcare face ca o dungă de pe aripile anterioare să pară că coboară lent în timpul cursei descendente a aripii”, a explicat Troscianko.

„Însă, în timpul cursei ascendente, această dungă este rapid pliată şi răsucită, aliniindu-se cu direcţia de zbor ascendentă. Combinate, aceste efecte fac ca mişcarea descendentă a fluturelui să fie mult mai vizibilă decât cea ascendentă, chiar şi atunci când acesta zboară în sus”, a adăugat Troscianko.

Pentru a investiga această ipoteză, cercetătorii au combinat filmări de mare viteză ale unor fluturi reali, modelarea pe calculator, simulări evolutive şi experimente folosind ecrane tactile.

„Dungile sunt deosebit de eficiente în a perturba sistemele care detectează mişcarea”, a spus Troscianko. „Iluzia stâlpului de frizerie („barber pole illusion”) este un exemplu elocvent: dungile care se deplasează lateral pot părea că se mişcă în sus sau în jos”. De asemenea, aceste tipare par să sporească incertitudinea privind poziţia fluturelui în timpul unui atac.

„Acest efect sporit de confuzie ar fi aproape imposibil de contracarat fără evoluţia unui sistem vizual fundamental diferit”, a afirmat Troscianko, sugerând că acest aspect ar fi putut juca un rol crucial în succesul fluturilor ca grup.

Totuşi, nu toţi fluturii par să utilizeze această strategie. „Fluturii care creează cea mai puţină confuzie vizuală legată de mişcare sunt, de regulă, maro sau roşii”, a spus Troscianko, sugerând că unele specii se bazează mai mult pe camuflaj sau pe culori de avertizare, care pot semnala prădătorilor că insecta este toxică, veninoasă sau are un gust neplăcut.

Pentru a verifica dacă aceste efecte pot influenţa atacurile, cercetătorii au recrutat 100 de voluntari umani şi au realizat 3.000 de experimente virtuale de prindere a fluturilor. Participanţii au urmărit înregistrări video şi au încercat să prindă fluturi atingând ecranul. Fluturii despre care se estima că provoacă o confuzie vizuală mai puternică i-au determinat pe oameni să ţintească mai mult în spatele lor.

„Experimentele de vânătoare care implică păsări şi fluturi vii ar fi fost ideale din multe puncte de vedere, dar probabil imposibile şi lipsite de etică în practică”, a explicat Troscianko.

Deoarece circuitele neuronale implicate în percepţia vizuală a mişcării sunt fundamentale la vertebrate, cercetătorii speră că rezultatele obţinute pot fi extrapolate la alte specii.

Fluturii se confruntă cu numeroşi prădători, iar confuzia vizuală legată de mişcare s-ar putea să nu-i inducă în eroare pe toţi în aceeaşi măsură.

„Deocamdată, am analizat doar vederea păsărilor”, a spus Troscianko. „În principiu, efecte similare ar putea apărea şi în cazul insectelor prădătoare, precum libelulele şi muştele răpitoare (asilide). Totuşi, acestea au o viteză de procesare vizuală mult mai mare decât păsările, aşa că este posibil ca iluziile să nu funcţioneze în cazul lor. Într-adevăr, libelulele şi muştele răpitoare vânează cu succes fluturi destul de des”.

Dincolo de biologie, instrumentele echipei pentru studiul percepţiei vizuale a mişcării ar putea avea aplicaţii practice, de la îmbunătăţirea modului în care este redată mişcarea în simulatoarele de zbor sau de luptă, până la dezvoltarea unor tipare de camuflaj care să protejeze personalul, vehiculele, dronele sau roboţii aflaţi în mişcare atunci când sunt urmăriţi vizual. „Sunt extrem de entuziasmat să explorez cât de utile ar putea fi modelele noastre pentru îmbunătăţirea siguranţei rutiere şi pentru reducerea disconfortului şi a stresului în mediul artificial, unde obiectele care clipesc, se mişcă sau prezintă modele cu dungi pot cauza probleme sau pericole”, a mai declarat Troscianko, potrivit AGERPRES