Как мухи-ктыри охотятся в воздухе, облетая препятствия
Мухи-ктыри (Asilidae) используют для перехвата добычи в воздухе ту же стратегию, что и управляемые ракеты или соколы. Однако как они перехватывают жертву, когда обзор загорожен листвой и другими препятствиями? Исследователи из Кембриджского университета (Великобритания) и Университета Миннесоты (США) сообщают в Journal of Experimental Biology, что ктырь Holcocephala fusca комбинирует две стратегии: одну для обхода препятствий и свою обычную стратегию перехвата.
Когда обзор свободен, эти аэробатические насекомые удерживают одну и ту же линию визирования на цель, корректируя её по мере её движения, и перехватывают добычу с невероятной скоростью, имея мозг размером с песчинку. Но как они справляются в сложной, загромождённой среде?
Эксперимент в полевых условиях
Чтобы выяснить это, Сэмюэл Фабиан (Имперский колледж Лондона) и Мэри Самнер (Университет Миннесоты) провели четырёхнедельный полевой эксперимент в Пенсильвании (США). Они снимали в 3D, как ктыри Holcocephala fusca охотятся на маленькую бусину, движущуюся на прозрачной леске. «Полевые эксперименты — это радость, потому что вы получаете самое естественное поведение от свободных животных», — говорит Фабиан.
Когда вид на цель был ничем не загорожен, мухи успешно перехватывали бусину, удерживая линию визирования. «Мухи действительно не понимали, что это не настоящая добыча, даже с близкого расстояния», — отмечает Фабиан.
Влияние препятствий
Затем исследователи частично закрывали обзор мухам, помещая на их пути широкую (5 см) или узкую (2.5 см) чёрную акриловую полосу.
- Если широкая полоса закрывала обзор более чем на 0.1 с, мухи часто отказывались от перехвата.
- Если препятствие закрывало обзор на более короткое время, мухи резко отворачивали, чтобы облететь его, а затем возвращались на курс перехвата.
- Даже когда полоса не закрывала вид на цель, но оставалась в поле зрения, мухи всё равно отклонялись от неё по пути к бусине.
Простая гибридная стратегия
Проанализировав траектории, учёные поняли, как муха управляет подходом:
- Стратегия избегания препятствий: «Чем быстрее препятствие увеличивается в их поле зрения, тем сильнее они отворачивают от него», — объясняет Фабиан. После пролёта мимо препятствия, когда оно начинает уменьшаться, муху снова «тянет» к нему, что и создавало наблюдаемые зигзагообразные траектории.
- Стратегия перехвата: Используется, когда обзор свободен.
Мухи одновременно используют комбинацию этих двух стратегий. Это приводит к простому гибридному подходу, который позволяет им перехватывать добычу, избегая отвлекающих факторов и препятствий на пути.
«Они обращают внимание на своё окружение, даже когда сосредоточены на цели», — заключает Фабиан.
Это открытие может вдохновить на создание роботов, использующих более простые и менее ресурсоёмкие вычислительные решения для сложных задач навигации.