蝴蝶拥有醒目的翅膀图案,使其显眼,然而很少有捕食者专门在空中捕捉它们。埃克塞特大学和埃塞克斯大学的研究,发表在《自然》上,发现这些图案与昆虫的飞行共同作用,产生视觉幻象,扰乱捕食者对速度和方向的感知。埃克塞特大学的乔治·汉考克博士解释道,许多蝴蝶翅膀上的条纹和斑点会干扰视觉系统试图猜测运动方向和速度的尝试,增强错误的运动线索,同时掩盖蝴蝶的真实 heading。

孔雀蝶鲜艳翅膀的特写,展示复杂的眼斑纹样
孔雀蝶翅膀展示了蝴蝶用来制造运动迷惑幻象的显眼图案www.essex.ac.uk

展示了孔雀蝶鲜艳的翅膀图案,说明文中讨论的显眼图案如何有助于产生运动迷惑幻象。

这种幻象类似于理发店外条纹柱产生的理发师柱效应:条纹看来在向上移动,而柱子只是就地旋转。蝴蝶翅膀在拍打时会变形——上拍时翅膀闭合,下拍时翅膀分开——于是条纹的角度改变,指向不同方向。加上昆虫不可预测的飞行路径,这会产生误导性的运动信号。研究人员使用每秒超过 1000 帧的高速摄像机捕捉这一现象,以鸟类视觉系统观察图案,让 100 名人类志愿者在触摸屏上尝试捕捉虚拟蝴蝶来测试效果,并利用计算机模拟从随机起点演化出超过 50,000 种翅膀图案,挑选出产生最多运动混淆的图案。

一只翅膀展开停放在叶子上的小铜蝶
小铜蝶是研究基于翅膀图案逃避捕食者的物种的代表www.essex.ac.uk

描绘了一只小铜蝶,代表了研究中所述翅膀图案和飞行共同产生运动迷惑效应的昆虫。

模拟显示,有效的图案趋于与自然中发现的图案相似,表明这种运动混淆机制一直是塑造蝴蝶翅膀外观的重要进化力量。埃塞克斯大学的安娜·休斯博士指出,这些发现或许不仅限于蝴蝶,认为类似的视觉技巧在自然界可能广泛存在,从鸟类的拍打翅膀到蜥蜴和鱼类的摆动尾巴。该研究得到了英国生物技术和生物科学研究理事会的资助。虽然结果解释了显眼图案如何在飞行中助力生存,但未涉及这些幻象在不同光线条件下或面对采用不同捕猎策略的捕食者时如何起作用。