Внутри тайной жизни синхронных светлячков

В Великом Дымчатом национальном парке (США) каждое лето можно наблюдать одно из самых зрелищных световых шоу природы: тысячи самцов светлячков вспыхивают почти идеально синхронно.

"Это самое красивое биологическое явление, которое я когда-либо видел", — говорит Орит Пелег, доцент кафедры компьютерных наук и Института BioFrontiers в Университете Колорадо в Боулдере.

В исследовании, опубликованном в Journal of The Royal Society Interface, она и её команда пролили новый свет на это явление, пытаясь понять, как относительно простые насекомые координируют такие синхронные представления.

Команда обнаружила, что световые шоу могут быть сложнее, чем считалось: вместо того чтобы вспыхивать по какому-то врождённому ритму, светлячки, по-видимому, наблюдают за соседями и затем корректируют своё поведение, чтобы соответствовать им.

Часть роя

Самцы вида Photinus carolinus светятся всего около двух недель в июне и лишь несколько часов за ночь. Во время брачных демонстраций рои самцов держатся ближе к земле, чтобы лучше показать себя самкам, скрывающимся в листовой подстилке. Их ритм вспышек характерен: несколько быстрых вспышек, затем пауза в несколько секунд, потом снова вспышки. Наблюдателю это напоминает волну света, пробегающую по склону холма.

Чтобы выяснить механизм синхронизации, исследователи в июне 2019 года установили в парке две 360-градусные камеры, позволившие картировать расположение вспыхивающих насекомых. Также они собрали палатку и помещали в неё по несколько светлячков за раз для изолированного наблюдения.

Следуй за лидером

Исследователи обнаружили, что самцы P. carolinus ведут себя по-разному в одиночестве и в большой группе.

Одинокий самец в палатке вспыхивал без чёткого ритма. Однако при увеличении числа светлячков до 20 ситуация менялась: появлялись регулярные синхронизированные вспышки, как в дикой природе.

Таким образом, вспышки светлячков, вероятно, не "зашиты" в них как жёсткая программа, а имеют социальную природу. Насекомые наблюдают за соседями и пытаются им подражать.

Это открытие может помочь в изучении других синхронных систем в природе, например, клеток сердца или нейронов мозга, а также в проектировании роев роботов.

Исследователи также надеются, что их метод с 360-градусными камерами поможет энтузиастам по всему миру наблюдать и защищать популяции светлячков, многие виды которых находятся в упадке из-за светового загрязнения.

"Они очень хрупкие", — отмечает ведущий автор исследования Рафаэль Сарфати.