Эксперты из Ноттингемского университета создали 3D-модели насекомых в натуральную величину используются для изучения стратегий обмана хищников. Некоторые виды насекомых используют такие уловки, чтобы создать иллюзию большей опасности и избежать поедания. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, для исследования бейтсовской мимикрии, процесса, в ходе которого безобидный вид приобретает сходство с опасным, чтобы отпугнуть хищников, ученые применили трехмерные модели.
Степень сходства с видами, подражание которым выбирают насекомые, может значительно различаться, что вызывает вопросы о том, какие факторы сдерживают эволюцию менее точных имитаторов. Например, почему некоторые журчалки практически идентичны осам, а другие лишь слабо напоминают их?
Благодаря использованию полноразмерных моделей, исследователям удалось достоверно воссоздать характерные черты мимиков, включая их форму и окрас.
Доктор Том Ридер отметил, что исследование посвящено изучению механизмов эволюции и факторов, влияющих на её траекторию развития. В ходе экспериментов были проанализированы конкурирующие факторы, которые в итоге формируют внешний облик живых организмов. Изучение насекомых и мимикрии представляет собой эффективный и доступный метод для решения вопросов, значимых для всего разнообразия жизни».
Доктор Тейлор отметил, что благодаря моделям появилась возможность проводить эксперименты в формате «а что, если» относительно этих насекомых. Например, можно было исследовать, улучшит ли более осиный окрас их имитацию. Это дало возможность варьировать внешний вид насекомых, что невозможно при работе с реальными образцами. Следовательно, появилась возможность задавать более широкий круг вопросов о факторах, определяющих эффективность имитации».
Используя 3D-сканы настоящей осы и мухи-журчалки, команда начала разработку различных вариантов признаков, таких как форма, цвет, узор и размер. После этого ученые применили аддитивное производство (3D-печать) для создания физических моделей на основе этих изображений, необходимых для проведения экспериментов.
Чтобы определить, насколько точной должна быть имитация поведения другого организма, чтобы обмануть хищника, и выяснить, почему насекомые не всегда получают наказание за неидеальную имитацию, была сформирована команда.
Для оценки пределов точности мимикрии, исследователи провели эксперимент, в котором проверили, способны ли хищники, например птицы, различать высокоточные, но не идеальные мимикрии и их оригиналы. Кроме того, ученые изучили, обеспечивает ли защита от хищников мимикрия, имитирующая прототип, хотя и не являющаяся им.
Изучая форму, цвет, рисунок и размер, эксперты поочередно изменяли каждый из этих параметров, чтобы определить, какой из них оказывает наибольшее влияние на точность. В итоге, сравнение реакции различных хищников на одинаковые мимикрии позволило подтвердить гипотезу о субъективности восприятия»,.
Исследования показали, что цвет играет значительную роль в эффективности мимикрии, а в ряде случаев влияет и на размеры. Кроме того, было установлено, что точность подражания снижается, если на него реагируют пауки, а не птицы.
Как биолог, изучающий эволюцию, доктор Ридер отмечает, что для понимания процессов, происходивших в прошлом, необходима машина времени. Без нее невозможно узнать, как муха-журчалка приобрела свои нынешние характеристики. Предлагаемые методы позволяют создавать полноцветные, реалистичные модели в натуральную величину, благодаря чему можно представить, как выглядели предки или потомки современных мух-журчалок. Затем ученые могут обратиться к хищникам, таким как птицы и пауки, чтобы выяснить их мнение об особенностях, которые могли существовать в прошлом или будущем?»
[Фото: Dr Tom Reader, University of Nottingham]