Те гледам: тактики за заобиколување на камуфлажата на плен во лилјаци

Во светот на дивиот свет, ловците и пленот постојано си играат, буквално и преносно. Штом ловецот ќе развие нови вештини преку еволуција или други методи, пленот се прилагодува на нив за да не биде изеден. Ова е бескрајна игра на покер со постојано зголемување на облозите, чиј победник ја добива највредната награда - живот. Неодамна веќе размислувавме одбранбен механизам на молци против лилјаци, кој се базира на генерирање на ултразвучни пречки. Меѓу инсектите кои се деликатес за крилестите ехолокатори, маскирањето на нивниот ултразвучен сигнал е витална вештина. Сепак, лилјаците не сакаат да останат гладни, па затоа имаат вештина во својот арсенал што им овозможува да гледаат плен и покрај нивната камуфлажа. Како точно лилјаците играат како Саурон, колку се ефективни нивните тактики за лов и како лисјата на растенијата им помагаат во тоа? За ова дознаваме од извештајот на истражувачката група. Оди.

Истражувачка основа

Лилјаците отсекогаш предизвикувале низа чувства кај луѓето: од љубопитност и почит до отворен страв и одвратност. И ова е сосема разбирливо, бидејќи од една страна, овие суштества се одлични ловци, кои практично го користат само својот слух за време на ловот, а од друга страна, тие се морничави ноќни суштества кои влегуваат во косата и се стремат да ги гризат сите (овие , се разбира, се митови генерирани од човечки стравови). Тешко е да се сака животно кое во популарната култура е поврзано со Дракула и Чупакабра.

Еј, воопшто не сум страшен.

Но, научниците се непристрасни луѓе, не им е грижа како изгледате или што јадете. Без разлика дали сте меки зајак или лилјак, тие со задоволство ќе направат неколку експерименти врз вас, а потоа ќе ви го сечат мозокот за да ја комплетираат сликата. Добро, да го оставиме темниот хумор (со зрнце вистина) настрана и да се приближиме до поентата.

Како што веќе знаеме, главната алатка на лилјаците за време на ловот е нивниот слух. Глувците се активни ноќе поради помалку конкуренти/опасности и повеќе плен. Со емитување на ултразвучни бранови, лилјаците ги земаат сите повратни сигнали кои се одбиваат од предметите околу нив, вклучувајќи го и можниот плен.

Емитувањето на маскирање на ултразвучен шум е, се разбира, кул, но не сите кандидати за позицијата вечера за лилјаци имаат таков талент. Но, дури и просечните инсекти можат да ја сокријат нивната локација. За да го направат ова, тие треба да се спојат со околината, но не како Предаторот од истоимениот филм, бидејќи зборуваме за звук. Шумата ноќе е полна со звуци од различни извори, од кои некои се бучава во позадина. Ако некој инсект седи, да речеме, неподвижен на листот, тогаш постои голема веројатност да се изгуби во оваа бучава во позадина и да преживее до утрото.

Со оглед на ова, многу научници веруваа дека таков плен за лилјаци е едноставно недостижен, но тоа не е сосема точно. Некои видови лилјаци сè уште можеа да ја решат загатката на „невидливите“ инсекти и успешно да ги фатат. Останува прашањето - како? За да одговорат на ова прашање, научниците од Институтот за тропски истражувања Смитсонијан користеле биомиметички сензор кој ги снима сите флуктуации во ехото од инсектите кои тивко седат на лисјата (т.е. се кријат). Потоа, научниците ги пресметале идеалните патеки за напад, односно траекториите на летот и аглите за фаќање на пленот за лилјаците, што може да помогне да се заобиколи камуфлажата. Потоа ги тестирале своите пресметки и теории во пракса со набљудување на лилјаци како напаѓаат камуфлиран плен. Љубопитно е што листовите на кои толку безгрижно седеле инсектите служеле како алатка за нивно ловење.

Зарем таа не е убавица?

Субјектите во оваа студија беа 4 мажјаци од видот Micronycteris microtis (обичен лилјак со големи уши) кои беа заробени во нивното природно живеалиште на островот Баро Колорадо (Панама). За време на експериментите, користен е специјален кафез (1.40 × 1.00 × 0.80 m) сместен во шумата на островот. Научниците снимиле податоци за летовите на поединци сместени во овој кафез. Следната ноќ по фаќањето, започнаа вистинските експерименти. Еден поединец бил сместен во кафез и морал да најде и фати „камуфлиран плен“. Беа спроведени не повеќе од 1 часа експерименти со еден поединец (16 ноќи од по 2 часа) со цел да се минимизира ефектот на просторната меморија и стресот врз животното. По експериментите, сите лилјаци биле пуштени на истото место каде што биле фатени.

Истражувачите имаа две главни теории за да објаснат како лилјаците ловат камуфлиран плен: теоријата на акустична сенка и теоријата на акустична огледало.

Ефектот „акустична сенка“ се јавува кога предмет на површината на листот ја троши енергијата на ехото, а со тоа ја намалува јачината на ехото од површината на листот. За да се максимизира акустичната сенка на објектот, лилјакот треба да се приближи директно од напред во насока нормална на површината на позадината (1A).

Слика бр. 1

Во случај на акустично огледало, шумските лилјаци делуваат како нивните роднини со трали, кои го фаќаат пленот од површината на резервоарот. Сигналите за ехолокација што се емитуваат под низок агол на површината на водата се рефлектираат од ловечки лилјак. Но, ехото од можниот плен се рефлектира назад кон лилјакот (1B).

Истражувачите сугерираа дека листовите делуваат како површината на водата, т.е. делува како сигнален рефлектор (1S). Но, за целосен ефект на огледалото, потребен е одреден агол на напад.

Според теоријата за акустична сенка, лилјаците треба да го напаѓаат пленот од фронтален правец, така да се каже, челно, бидејќи во овој случај сенката ќе биде најсилна. Ако се користи акустично огледало, тогаш нападот мора да се случи под максимален агол. Со цел да се утврди кој агол на напад може да биде оптимален, научниците извршија акустични мерења под различни агли во однос на листот.

По завршувањето на пресметките и тестирањето на теориите, беа спроведени тестови на однесување со помош на живи лилјаци и резултатите од набљудувањето беа споредени со резултатите од теоретското моделирање.

Резултати од пресметки и набљудувања

Слика бр. 2

Прво, создаден е акустичен модел (купола) на листот со и без плен со комбинирање на сите ехо од различни агли на напад во една слика. Како резултат на тоа, 541 позиција беа добиени на 9 полукружни траектории околу листот (2A).

За секој бод што го пресметавме спектрална густина на моќност* и акустична големина * (TS - јачина на целта) цели (т.е. интензитет на ехо) за 5 различни опсези на фреквенции кои грубо кореспондираат со хармоничните компоненти на сигналот на излезниот лилјак (2V).

Спектрална густина на моќност* — функција за дистрибуција на моќност на сигналот во зависност од фреквенцијата.

Акустична големина * (или целна акустична јачина) е мерка за површината на објектот во однос на звучниот сигнал на одговорот.

На сликата 2S прикажани се резултатите од изведените агли на напад, кои се аглите помеѓу нормалата во однос на површината на листот во центарот на извлекувањето и положбата на изворот на сигналот, т.е. лилјак.

Слика бр. 3

Набљудувањата покажаа дека двата типа на листови (со и без производство) во сите фреквентни опсези ја покажуваат најголемата акустична големина под агли < 30° (централните делови на графиконите 3A и 3B) и помала акустична големина под агли ≥ 30° (надворешниот дел од графиконите на 3A и 3B).

Изображение 3A потврдува дека листот всушност делува како акустично огледало, односно под агли < 30° се генерира силно спекуларно ехо, а на ≥ 30° ехото се рефлектира од изворот на звук.

Споредба на лист со пленот на него (3A) и без производство (3V) покажа дека присуството на плен ја зголемува акустичната големина на целта под агли ≥ 30°. Во овој случај, ехо-акустичниот ефект на пленот на листот најдобро се гледа при исцртување на ТС индуцираниот од плен, т.е. разлики во ТС помеѓу лист со и без плен (3S).

Исто така, вреди да се напомене дека зголемувањето на акустичната големина на целта под агли ≥ 30° се забележува само во случај на високи фреквенции; при ниски фреквенции воопшто нема дополнителен ефект.

Горенаведените пресметки овозможија да се одреди теоретскиот опсег на агли на напад во случај на спроведување на теоријата на рефлексија на огледалото - 42°...78°. Во овој опсег, истото зголемување на големината на акустична цел од 6 до 10 dB беше забележано на повисоки фреквенции (>87 kHz), што е во согласност со акустичните податоци на лилјаците M. microtis.

Овој метод на лов (под агол, така да се каже) му овозможува на предаторот многу брзо да го утврди присуството/отсуството на плен на листот: слабо и нискофреквентно ехо - листот е празен, силно и широкопојасно ехо - има вкусно уживање на листот.

Ако ја земеме предвид теоријата на акустична сенка, тогаш аголот на напад треба да биде помал од 30. Во овој случај, според пресметките, интерференцијата помеѓу ехо сигналите на листот и пленот е максимална, што доведува до намалување на ТС во споредба до ехото на листот без плен, т.е. ова резултира со акустична сенка.

Завршивме со пресметките, ајде да преминеме на набљудувања.

За време на набљудувањата, како плен биле користени различни инсекти од исхраната на лилјаците, лоцирани на вештачки лист. Со помош на две камери со голема брзина и ултразвучен микрофон, направени се снимки од однесувањето на лилјаците кога се приближуваат до пленот. Од добиените снимки, реконструирани се 33 патеки на летот на лилјаци кои се приближуваат и слетуваат на плен.

Лилјакот го напаѓа својот плен.

Траекториите на летот се засноваа на положбата на ноздрите на лилјаците за време на секоја рамка додека тие го пренесуваа својот сигнал.

Како што се очекуваше, набљудувањата покажаа дека лилјаците се приближувале на пленот под агол.

Слика бр. 4

На сликата 4A покажува XNUMXД мапа на траектории на напад на плен. Исто така, беше откриено дека распределбата на аглите на напад ги следи кривите на акустична големина за повисоки фреквенции (4V).

Сите испитаници ја нападнаа целта под агли <30° и јасно избегнуваа повеќе фронтални насоки. Од сите агли на напад забележани за време на експериментите, 79,9% беа во предвидениот оптимален опсег од 42°...78°. Да бидеме уште попрецизни, 44,5% од сите агли биле во опсег од 60°...72°.

Напад на плен под агол и спектрограми на емитираниот звучен сигнал.

Друга опсервација е фактот дека лилјаците никогаш не го нападнале својот плен одозгора, како што сугерирале други истражувачи.

За подетален поглед на нијансите на студијата, препорачувам да го погледнете известуваат научниците и Дополнителни материјали до него.

Епилог

Употребата на ехолокација како главна, а понекогаш и единствена алатка за лов е веќе многу уникатна и неверојатна појава. Сепак, лилјаците никогаш не престануваат да воодушевуваат, демонстрирајќи многу посложени тактики за напад отколку што се мислеше. Пронаоѓањето и фаќањето плен што не се крие не е тешко, но наоѓањето и фаќањето инсект што се обидува да се сокрие во акустична бучава во позадина бара поинаков пристап. Кај лилјаците овој пристап се нарекува акустична сенка и акустично огледало. Со приближување на листот под одреден агол, лилјакот веднаш го одредува присуството или отсуството на веројатен плен. А ако го има, тогаш вечерата е загарантирана.

Оваа студија, според нејзините автори, може да ја доведе научната заедница до нови откритија во акустиката и локацијата на ехото, и воопшто и меѓу животинското царство. Во секој случај, учењето нешто ново за светот што ве опкружува и суштествата што живеат во него никогаш не било лошо.

Петок надвор од врвот:

За да се преживее, понекогаш не е доволно да се биде одличен ловец. Кога наоколу има неверојатен студ, а храна воопшто нема, останува само да спиете.

Off-top 2.0:

Некои користат брзина, некои користат сила, а некои само треба да бидат тивки како сенка.

Ви благодариме за читањето, останете љубопитни и имајте одличен викенд момци! 🙂

Ви благодариме што останавте со нас. Дали ви се допаѓаат нашите написи? Сакате да видите поинтересна содржина? Поддржете не со нарачка или препорака на пријатели, 30% попуст за корисниците на Habr на уникатен аналог на сервери на почетно ниво, кој го измисливме ние за вас: Целата вистина за VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 јадра) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps од 20 долари или како да споделите сервер? (достапен со RAID1 и RAID10, до 24 јадра и до 40 GB DDR4).

Dell R730xd 2 пати поевтин? Само овде 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 телевизор од 199 долари во Холандија! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - од 99 долари! Прочитајте за Како да се изгради инфраструктурна корп. класа со употреба на сервери Dell R730xd E5-2650 v4 вредни 9000 евра за денар?

Извор: www.habr.com