У представителей класса млекопитающих паника вызывает кратковременное изменение в функционировании зрительного аппарата. В состоянии тревоги глаза человека или обезьяны становятся более чувствительны к восприятию крупных, нечетких очерков. Это способствует обнаружению потенциальной опасности периферическим зрением и позволяет вовремя заметить стремительное движение хищника, однако детализация изображения значительно ухудшается. Долгое время ученым оставалось неизвестно, существует ли подобный оптический механизм у насекомых, которые в значительной степени полагаются на зрение при поиске пропитания и ориентации в окружающей среде.

Авторы исследования, опубликованного в издании Journal of Experimental Biology, Ученые решили оценить реакцию членистокрылых на опасность. Специалисты воссоздали имитацию нападения хищника на земляных шмелей ( Bombus terrestris). Для этого насекомых помещали в мягкие, пористые трубки и подвергали вибрации с помощью лабораторного шейкера. Скорость вращения 1200 оборотов в минуту была рассчитана для имитации тряски, которую испытывает шмель во время захвата хищником или при попадании в паутину.

Сразу после воздействия шейкером насекомых выпускали в лабиринт с разветвлениями Y-образной формы. Задача заключалась в выборе одного из двух маршрутов. На задней стенке каждого коридора были размещены черно-белые изображения: за горизонтальными полосами находились капли сладкого сиропа, а за вертикальными – вода. С помощью высокоскоростной видеосъемки фиксировалось время реакции шмеля и его окончательный выбор.

Для усложнения задачи ученые использовали два подхода. В первом эксперименте они постепенно уменьшали контрастность линий изображения, делая рисунок все менее заметным. Во втором – изменяли расстояние между ними: полосы становились тоньше и располагались плотнее. Биологи сопоставляли результаты поведения испуганных шмелей с данными контрольной группы, которая не подвергалась воздействию тряски. Чтобы избежать искажений в данных, исследователи измеряли ширину глаз каждого насекомого, поскольку особи большего размера обладают лучшим зрением по сравнению с мелкими.

Проведенные исследования продемонстрировали, что нервное напряжение оказывает непосредственное влияние на строение фасеточных глаз насекомых. Способность различать контрастные оттенки у испуганных особей снизилась: для невозмущенных шмелей достаточно было различия в яркости всего лишь в 22%, чтобы идентифицировать горизонтальные линии. Однако, после воздействия вибрации этот показатель увеличился до 36%. В результате насекомые переставали воспринимать слабовыраженные и тусклые предметы.

Тем не менее, стресс значительно улучшил способность шмелей различать мелкие детали. Насекомые, пережившие испуг, успешно определяли сложные узоры с высокой пространственной частотой (0,344 цикла на градус). Спокойные особи переставали замечать различия уже при показателе 0,235 цикла на градус. Ученые объяснили этот оптический эффект экологическими факторами: главную опасность для шмелей представляют цветочные пауки-бокоходы, которые мастерски маскируются под лепестки цветов. Чтобы выжить, испуганному насекомому важнее всего сосредоточить свое зрение на едва заметных контурах замаскированного хищника, чем искать крупные тени.

Кроме того, у насекомых после стресса наблюдалось нарушение фундаментального принципа нейробиологии – компромисса между скоростью и точностью. Спокойные шмели при столкновении со сложной задачей долго задерживались перед целью или вовсе отказывались подлетать к кормушкам спустя две минуты. Индивиды, прошедшие стресс-тест, действовали гораздо решительнее. Они приближались к цели быстрее контрольной группы, и процент правильных ответов при этом не уменьшился. Ученые предполагают, что в ответ на угрозу мозг шмеля выделяет большое количество биогенных аминов – октопамин и дофамин. Эти вещества действуют подобно адреналину: они усиливают возбуждение нервной системы, устраняют неуверенность и заставляют насекомое максимально концентрироваться на решении задачи.

Исследование продемонстрировало, что стресс не только вызывает реакцию «беги или защищайся» в мозге насекомого, но и перенастраивает его сенсорную систему. В ситуациях опасности организм шмеля жертвует способностью различать оттенки ради того, чтобы превратить глаза в высокочувствительный инструмент для обнаружения скрытой угрозы.

Максим Абдулаев

178 статей

Автор фокусируется на изучении зоологии, палеонтологии и других дисциплин, посвященных живым организмам, проявляя интерес к методам, которые люди используют для познания окружающего мира.

Показать больше

<!—

.shesht-social-sharing-block {
margin-top: -40px;
}

—>

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram