Ослепленные скоростью жуки-скакуны используют антенны, чтобы «видеть» при беге

Опубликовано: 24-03-2020

Скорость ослепляет, спросите хотя бы жука-скакуна. Это хищное насекомое обладает отличным зрением, но во время преследовании добычи оно бежит так быстро, что больше не может видеть, куда движется – сообщает sciencedaily.com. Исследователи Корнельского университета обнаружили, что в отличие от насекомых, которые машут «щупальцами» вокруг для сбора информации, жуки-скакуны жестко держат свои антенны непосредственно перед собой, чтобы механически ощупывать свое окружение и избегать препятствий во время бега, по данным исследования, опубликованного онлайн в журнале Труды Королевского научного общества. Результаты заставляют задуматься о стратегии, используемой другими быстрыми животными, такими, как хищные птицы и некоторые рыбы, чтобы чувствовать свое окружение, когда скорость ослепляет. Исследование также имеет значение для автономных транспортных средств, которые могут использовать фиксированные антенны для обнаружения препятствий. «Обычно можно подумать, что насекомое с действительно хорошим зрением, которое является активным в дневное время, не будет полагаться на антенны для исследования своего окружения», говорит Коул Гилберт, Корнелльский профессор энтомологии и ведущий автор документа. Даниэль Журек, научный сотрудник в лаборатории Гилберта, является основным автором. Он добавляет: «Жуки развили важное механически-зондирующее поведение во время бега, поскольку двигаются так быстро». В более ранней работе Гилберт сообщил, что жуки-скакуны бегают так быстро, что их глаза не могут захватить достаточно света для формирования изображения добычи. Таким образом, насекомые останавливаются всего на миллисекунду, чтобы заново определить местонахождение добычи, а затем продолжают бежать. Гилберт и Журек стремились узнать, как бегущие насекомые справляются с препятствиями в своем окружении, такими, как трещины или стебли травы – и какую роль играют их характерно направленные вперед антенны. Чтобы выяснить это, исследователи создали дорожку для бега с препятствием: в одном эксперименте нормальные жуки-скакуны (вида Cicindela hirticollis) бежали по треку и огибали препятствие, наклоняя свои тела, когда усики касались преграды; во втором эксперименте исследователи закрасили глаза жуков и обнаружили, что эти слепые жуки реагируют аналогично. В третьем тесте они обрезали антенны зрячих жуков, и насекомые ударились прямо о препятствие. Эксперимент показал, что для быстро движущихся жуков-скакунов «глаза не являются достаточными или необходимыми, чтобы избежать препятствий», сказал Гилберт. «Усики держатся крайне жестко с кончиками в 1,5 мм от земли, поэтому они потенциально улавливают любую неравномерность поверхности». Гилберт интересуется тем, как сапсаны и хищные рыбы компенсируют размытость зрения при ускорении вслед за добычей — эта потенциальная область исследования еще никем не проверялась. Данное исследование может служить моделью для новых вопросов. Возможно, например, что ослепленные движением рыбы используют свою боковую линию — органы чувств, обнаруженные у водных позвоночных и используемые для обнаружения движения и вибрации в воде. Кроме того, автономные транспортные средства могли бы использовать выступающие антенны для ощущения своего окружения — так были оснащены некоторые из первых роботов, говорит Гилберт. «Это было бы дешевле, чем камеры», сказал он. «Для некоторых приложений антенны могут быть решением, оно определенно эволюционно сработало для жуков-скакунов».