Маленькая муха размером с рисовое зернышко могла бы стать лучшим стрелком в мире мух, обладая замечательной способностью обнаруживать и перехватывать свою добычу в воздухе, меняя направление в полете, если это необходимо, прежде чем развернуться для убийство.
Муха-разбойник Holcocephala является относительно небольшой мухой - 6 мм в длину, она похожа по размеру на среднего комара. Тем не менее, он способен обнаруживать и ловить добычу на расстоянии более полуметра менее чем за полсекунды - по сравнению с его размером это было бы эквивалентно тому, как человек замечает свою добычу на другом конце футбольного поля. Даже если добыча меняет направление, хищник может адаптироваться в воздухе и по-прежнему ловить свою добычу.
Международная команда под руководством исследователей из Кембриджского университета смогла запечатлеть это действие, обманув муху, заставив ее броситься на фальшивую добычу - на самом деле, на маленькую бусинку на леске. Это позволило команде засвидетельствовать замечательную стратегию воздушной атаки мухи. Их выводы опубликованы сегодня в журнале Current Biology.
У мухи-разбойника невероятно сложные глаза: как и у всех мух, у нее сложные глаза, состоящие из множества линз - в случае мухи-разбойника считается, что у нее несколько тысяч линз на глаз. Однако, в отличие от многих видов мух, линзы у них варьируются от чуть более 20 микрон до примерно 78 микрон - ширина человеческого волоса. Линзы большего размера имеют тот же размер, что и у стрекозы, которая, как считается, имеет лучшее зрение из всех насекомых, но в 10 раз больше и помогает уменьшить дифракцию, которая в противном случае исказила бы изображение
«Существует компромисс между отличным зрением, для которого требуются линзы большего размера, и размером насекомого», - объясняет доктор Палома Гонсалес-Беллидо из Кембриджского отделения физиологии, развития и неврологии. «Единственный способ, которым муха-разбойник могла бы иметь столь же прекрасное зрение, как «ребенок с плаката» хищных насекомых, стрекоза, - это иметь глаз с гораздо большим количеством линз большего размера, но тогда самой мухе понадобилось бы зрение. быть намного больше, чтобы иметь возможность нести его."
Чтобы обойти эту проблему, муха-разбойник имеет концентрацию более крупных линз в центре своего зрения, что составляет лишь около одной тысячной ее визуального пространства. Линзы уменьшаются в размерах вокруг внешней части глаза. Важно отметить, что группа исследователей также показала, что под очень большими центральными линзами у этой мухи-разбойника развились очень маленькие световые детекторы, которые расположены почти параллельно друг другу и намного дальше от линзы, чем обычно. Такое расположение сохраняет высокое локальное разрешение изображения, которое очень близко к разрешению гораздо более крупных стрекоз.
Когда она видит потенциальную добычу, муха взлетает вверх, сохраняя «постоянный угол азимута» - другими словами, она движется в таком направлении, что, приближаясь к своей добыче, она все еще сохраняет тот же относительный подшипник. Это гарантирует, что он перехватит свою добычу.
«Если вы думаете об этом так, как будто вы едете по автомагистрали, а машина едет по объездной дороге, то, если относительный угол между вами и этой машиной остается постоянным, вы столкнетесь», - объясняет доктор философии. студент Сэм Фабиан. «Конечно, вы предпримете действия по уклонению, но в случае с мухой-разбойником это то, чего она хочет».
Эта стратегия поддержания постоянного относительного пеленга также позволяет мухе-разбойнику маневрировать в воздухе в случае, если ее добыча меняет направление. Исследователи продемонстрировали это, поменяв направление своей фальшивой добычи, пока муха-разбойник находилась в середине полета, и наблюдая за реакцией мухи.
Как только муха оказывается на расстоянии около 29 см от своей жертвы - хотя до сих пор неясно, как именно она определяет это расстояние, - муха проявляет замечательную стратегию, никогда прежде не наблюдаемую у летающих животных. Он «зацепляется» за свою добычу, изменяя при этом собственную траекторию, что позволяет ему развернуться, замедлиться и приблизиться к добыче, чтобы совершить последнюю атаку.
"То, что вы видите, похоже на передачу эстафетной палочки в эстафете: когда два бегуна движутся в одном направлении и с одинаковой скоростью, у них больше шансов на успех, чем если бы они обгоняли друг друга под углом девяносто градусов. ", - говорит доктор Тревор Уордилл.
Исследователи считают, что сенсорная система мухи-разбойника, которая обеспечивает максимальную точность зрения и минимизирует объем информации, требующей обработки, является ключом к ее способности ловить добычу так точно, как она делает, сохраняя такой маленький размер тела.. По их словам, эта технология может быть использована искусственными летающими роботами или дронами.
«Проблема с дронами часто заключается в мощности батареи, необходимой для точной обработки изображений», - говорит доктор Гонсалес-Беллидо. «Вычислительная мощность - это огромная трата ресурсов. Но, как это часто бывает, мы можем извлечь уроки из мира природы, чтобы свести к минимуму требования к мощности. Это, в сочетании с замечательными охотничьими способностями мухи-разбойника, могло бы помочь в разработке дронов. предназначен, например, для уничтожения незаконных дронов возле аэропортов».
Видео: