Учёные выяснили, как бражники управляют хоботком с помощью зрения

Бражники, подобно людям, достигающим предметов, используют зрение для точного позиционирования длинного хоботка на цветке в поисках нектара. К такому выводу пришли биологи из Констанцского университета.

В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, учёные изучили сенсорную информацию, которую мотыльки Macroglossum stellatarum используют для контроля своего хоботка.

Управление хоботком в «замедленной съёмке»

С помощью высокоскоростных камер исследователи записали, как бражники приближаются к искусственным цветам. Анализ движений показал:

• Хоботок может двигаться вперёд-назад всего на ~1.5 см и почти не двигается из стороны в сторону.
• Для грубого позиционирования хоботка мотыльки перемещают всё тело в полёте.
• Мелкие движения самого хоботка используются для точного наведения на узор цветка.

«Это похоже на наши пальцы, которые, кроме большого, в основном двигаются вперёд-назад. Тем не менее, мы можем выполнять сложные движения, также перемещая кисть для грубого контроля направления — например, при игре на пианино», — объясняет биолог Анна Штёкль.

Ключевая роль зрения

Учёные обнаружили, что для точного манёвра хоботком к нектарнику бражникам, как и людям, необходима постоянная визуальная информация.

• Мотыльки используют видимые узоры на цветах, которые «сканируют» хоботком, чтобы быстрее найти сладкую жидкость.
• Если глаза мотыльков закрывали, они всё ещё могли коснуться цветка, но их хоботок двигался хаотично, а не вдоль узоров, что удлиняло поиск нектара.

Использование визуальной обратной связи для тонкого контроля хоботка стало неожиданностью, поскольку такая координация в реальном времени между тем, что видит насекомое, и движением его придатка, требует сложных вычислений.

Мозг насекомых — мастер эффективности

Нервная система насекомых относительно проста: менее одного миллиона нервных клеток против почти 90 миллиардов в человеческом мозге. «Для выполнения этой задачи у насекомых есть лишь крошечная часть вычислительной мощности нашей нервной системы», — говорит Штёкль.

Именно это делает их интересной моделью для изучения зрительного контроля конечностей. Эти маленькие и эффективные мозги также служат отличными моделями для прикладных исследований, например, в робототехнике. «Мы можем многому научиться у бражников», — отмечает исследовательница.