Игры камуфляжа: сможете ли вы найти птицу?

Для хищников, пытающихся перехитрить скрытую добычу, это вопрос пропитания. Для птиц и яиц, которые они защищают, это вопрос жизни и смерти. Для учёных, изучающих, как работают системы камуфляжа, игры для широкой публики — это способ проверить фундаментальные основы зрения и восприятия.

«Камуфляж чрезвычайно важен для многих животных, но мы относительно мало знаем о базовых механизмах того, как он обманывает зрение хищника и влияет на выживаемость, особенно в естественных системах», — говорит доктор Мартин Стивенс из Эксетерского университета.

Его группа Sensory Ecology and Evolution, финансируемая BBSRC, проводит масштабные полевые исследования в Африке с использованием скрытых камер. Параллельно команда разработала игры для сбора данных от сообщества под общим названием Project Nightjar.

Прятки

«В последние годы мы узнали, что камуфляж сложнее, чем часто думают. Это не просто слияние с фоном», — говорит Стивенс.

Основы камуфляжа включают:

• Фоновое соответствие — попытка слиться с субстратом.
• Дизруптивная окраска — использование контрастных отметин для размытия силуэта.
• Маскировка под объект — например, под лист или помёт.

Камуфляж применяется не только в природе, но и в военном деле, архитектуре (маскировка вышек сотовой связи) и даже в дизайне.

Точка исчезновения

Большинство исследований камуфляжа проводилось на искусственных системах, а не на реальных животных в дикой природе. Ситуация усложняется тем, что хищники обладают разными зрительными системами:

• Дихроматическое зрение (мангусты): восприятие средних и коротких волн (условно жёлтый и синий).
• Трихроматическое зрение (люди, мартышки): добавлено восприятие длинных волн (красный).
• Тетрахроматическое зрение (птицы): дополнительно восприятие ультрафиолета (UV).

Чтобы разобраться в этой сложности, группа Стивенса совместно с программистом Дейвом Гриффитсом создала две игры:

1. Where is that nightjar? — найти птицу как можно быстрее, играя за мангуста (дихромат) или мартышку (трихромат). Сыграно более 11 000 раз.
2. Where is that egg? — найти яйца разных видов птиц (зуйки, бегунки), также сравнивая дихроматическое и трихроматическое зрение.

Данные из второй игры позволяют связать время обнаружения яиц игроками с реальной выживаемостью этих кладок в поле. Это даёт возможность проверить, насколько модели зрения хищника соответствуют человеческому опыту и реальным результатам в природе.

«Игры — ценный способ заниматься наукой и получать значительные данные», — говорит Стивенс, отмечая, что они не заменяют изучение реальных животных, но помогают понять ключевые концепции.

В разработке новая игра, включающая элементы естественного отбора, где популяции яиц будут эволюционировать на разных фонах.

Без укрытия в поле

Идея проекта возникла у со-руководителя исследования доктора Клэр Споттисвуд из Кембриджского университета. Она обратила внимание, что гнёзда козодоев — идеальная модель для проверки концепций маскировки, потому что:

1. Гнёзда находятся в фиксированном месте (птица выбрала его).
2. Козодои не строят гнёзд, откладывая яйца прямо на грунт (зависят только от внешнего вида).
3. Замбия — относительно нетронутый регион с естественным набором хищников.

Споттисвуд снимала видео с козодоями, а находкой гнёзд занималась команда опытных замбийских помощников. В поле с ней работали исследователь доктор Джолион Трошанко и ассистент Джаред Уилсон-Аггарвал из Эксетерского университета, которые сделали все снимки для онлайн-игр.

Полевые исследования и компьютерные игры вместе должны ответить на ключевые вопросы: какие типы камуфляжа работают в разных средах? Как степень маскировки влияет на вероятность быть съеденным? Связан ли камуфляж с поведением птиц?

«Камуфляж — прекрасный пример адаптации, которую, как нам кажется, мы понимаем. Но когда начинаешь разбирать её на части, оказывается, что в естественных условиях её понимают удивительно мало», — говорит Споттисвуд.

ВСТАВКА: «Мудрость толпы»

Игры и приложения, объединяющие компьютерные и человеческие ресурсы для решения научных проблем, становятся всё популярнее. Это направление гражданской науки продолжает развиваться.

Примеры:

• Fraxinus (2013): игра на Facebook, где игроки сопоставляют реальные последовательности ДНК ясеня, чтобы найти участки генома, отвечающие за устойчивость к болезням. За 4 месяца после выпуска игра приняла 51 057 посещений, 52% из которых — от возвращающихся игроков.
• Fold.it: головоломка о структурах белков и их взаимодействии с лекарствами.
• Zooniverse: портал с множеством научных проектов для краудсорсинга.
• Phylo: игра, по которой были опубликованы статьи, демонстрирующие эффективность подхода.