Как поиск крабов в музее помог раскрыть секреты их эволюции

Использование игр в экологических исследованиях набирает популярность, помогая экологам отвечать на вопросы, которые невозможно решить в лабораторном эксперименте. Это особенно актуально для вопросов эволюции, например: какие признаки помогают организмам максимизировать шанс на выживание?

Естественный отбор действует в невероятно долгих временных масштабах. С помощью игры можно ускорить отбор и проверить, как разные процессы влияют на выживание, всего за несколько кликов. В нашем исследовании с участием гражданских учёных обычные люди помогли исследователям выяснить, какие цвета и узоры помогают крабам маскироваться. Цифровые игры были развёрнуты в Музее естественной истории в Лондоне и содержали изображения обычных крабов, защищающихся в разных средах.

Камуфляж — одна из самых распространённых защит в природе, но многие виды меняют цвет и узор по мере взросления. Береговые крабы (Carcinus maenas) — не исключение. Молодые особи известны своей яркой и разнообразной окраской, которая помогает им маскироваться в различных средах обитания. Но, несмотря на это разнообразие в молодости, с возрастом они все становятся зеленее. Почему это происходит, оставалось загадкой — до сих пор.

Команда финских и британских экологов объединила усилия с разработчиками игр и научными коммуникаторами из компании FoAM Kernow. Вместе они создали сенсорную игру, в которой посетители музея искали замаскированных крабов. Серия крабов отображалась на фоне фотографий различных прибрежных сред, и задача игроков заключалась в том, чтобы найти их как можно быстрее. В конце каждого раунда игроки могли видеть, насколько быстро они нашли крабов и какие из них скрывались наиболее эффективно, причём результаты исследования делились с участниками в реальном времени.

Фотографии крабов, найденных в скальных лужах, илистых отмелях и мидиевых банках, отображались на фоне каждой среды на экране во время выставки «Цвет и зрение» в музее. Посетители выставки выполняли роль хищников в среде обитания крабов — каждый с миссией найти крабов, спрятанных в разных местах обитания. Благодаря тысячам «хищников», игравших в игру, команда смогла увидеть, какие цвета и узоры помогали крабам скрываться наиболее эффективно.

Как объяснил Осси Нокалайнен, исследователь из Университета Йювяскюля и ведущий автор исследования: «Игра гражданской науки позволяет нам изучить выживаемость крабов — то, что было бы действительно трудно измерить в дикой природе. Это помогает нам лучше понять, почему крабы меняют внешний вид с возрастом, когда их выращивают в контролируемых условиях».

Время, затраченное на поиск каждого краба, и то, был ли он найден вообще, позволили исследователям оценить, насколько эффективен был камуфляж каждого краба. Во всех средах зелёных крабов было труднее всего обнаружить. У них была самая высокая вероятность выживания, и их поиск занимал больше всего времени, что дало ключ к пониманию того, почему крабы становятся зеленее по мере роста.

В то время как молодые крабы могут быть специалистами по камуфляжу — тонко настраивая свою внешность в соответствии с окружающей средой, — по мере роста становится выгоднее становиться зеленее и избегать хищников в более широком диапазоне сред. Этот переход от специализированного к обобщённому камуфляжу может объяснить, почему многие другие виды также начинают выглядеть более похожими с возрастом.

В отличие от многих мероприятий гражданской науки, игра делилась живыми результатами с участниками по мере игры, создавая, возможно, самый быстрый в истории пример вовлечения общественности в научное открытие.