Длинный хвост павлиноглазки луны может сбивать с толку сонар летучих мышей благодаря своему изгибу
Длинные выросты на задних крыльях многих бабочек давно подозревались в том, что они служат для сбивания с толку хищников. Поскольку мотыльки активны в основном ночью, им не нужен визуальный камуфляж. Им нужно избегать ночных охотников, которые ориентируются по звуку.
Исследователи из Вашингтонского университета и Университета Джонса Хопкинса детально изучили акустику обычной павлиноглазки луны (Actias luna), чтобы понять, как длинные хвосты могут сбивать с толку хищников, использующих эхолокацию. Результаты, опубликованные в Journal of the Acoustical Society of America, указывают на стратегию, как даже относительно небольшой хвост может дезориентировать охотящихся летучих мышей.
«Интересная особенность этих хвостов в том, что они не просто продолжения — к концу есть изгиб», — сказал ведущий автор У-Джун Ли. — «Мы думаем, что этот изгиб может быть ключом к акустической функции хвостов».
Исследование показывает, что без хвоста центр эха находится точно на теле мотылька. Однако изогнутый хвост создаёт эхо со всех сторон, которое смещает облако эха за конец тела мотылька. С отражением от хвоста примерно в 53% случаев центр эха от экспериментальных сигналов оказывался позади кончика брюшка мотылька.
«Если летучая мышь всегда целится в эхо с наибольшей амплитудой, то доминирование эха от хвоста будет происходить очень редко», — сказал Ли. — «Но, возможно, смещение центра эха может сработать».
Новое исследование является частью развивающейся области, изучающей акустический камуфляж у ночных существ. Исследование 2015 года под руководством Университета Бойсе показало, что большие бурые кожанки (Eptesicus fuscus) примерно на 47% успешнее охотятся на павлиноглазок, лишившихся хвоста, что доказывает его защитную роль.
Новое исследование, проведённое параллельно, детальнее изучает акустику. Чтобы проанализировать отражение звуковых волн, исследователи направляли на привязанных летающих мотыльков короткие ультразвуковые сигналы, аналогичные тем, что используют летучие мыши.
Анализ вернувшихся эхо-сигналов показал, что хвост не создаёт сильную ложную цель, заменяющую тело мотылька (он слишком мал). Однако эхо от крыльев сильно варьируется в зависимости от фазы взмаха. Изогнутый хвост, напротив, даёт стабильный акустический отклик с любого угла, что может создавать путаницу вокруг изменчивого основного эха.
«Независимо от угла, под которым звук попадает на хвост, обычно есть какая-то отражающая площадь», — отметил Ли.
Если летучая мышь определяет положение добычи по центру нескольких эхо-сигналов, то изогнутый хвост значительно смещает такую оценку, повышая вероятность промаха.
«Мотылёк — очень сложный объект в пространстве», — сказал Ли. — «Летучей мыши может быть сложно отслеживать каждую отдельную точку облака эха. Гораздо проще сказать: "Вернулся шар эха, я ударю в его центр, и, возможно, что-то поймаю"».
Для дальнейшей проверки теории необходимо изучить, как хвост влияет на полёт мотыльков, и как разные структуры хвостов у других видов влияют на выживаемость при атаках летучих мышей.
«Это исследование даёт часть ответа, но у нас ещё нет полной картины», — заключил Ли.
Исследование углубляет понимание взаимодействия хищник-жертва, поведения насекомых и эволюции. Оно также может пролить свет на вопросы отслеживания или уклонения от сонара в других условиях.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом (NSF), Управлением научных исследований ВВС США (U.S. Air Force Office of Scientific Research), международной программой Human Frontier Science Program и Акустическим обществом Америки.