Почему слепни не садятся на зебр?

Почему слепни не садятся на зебр?

Журнал экспериментальной биологии

большие черные треугольники

В последнее время продолжает расти количество доказательств того, что полосатая зебра является адаптацией к нападению кусающих мух. При этом механизм, с помощью которого полосы удерживают мух от приземления, все еще плохо изучен. Авторы исследовали 3 возможных визуальных механизма, которые могут препятствовать успешному приземлению паразитов - наложение спектров, контрастность и поляризация. Дополнительно исследовали размеры элемента узора. Использовали видеозапись слепней вокруг накидок с разным рисунком, надетых на домашних лошадей. Поскольку одной из характерных особенностей шерсти зебры являются сильно контрастирующие черные и белые полосы, хотелось понять важность для мух различий в контрасте между полосами. Исследовали это с помощью серии одинаковых полосатых рисунков, различающихся только контрастом между светлыми и темными полосами.

Рулоны ткани (хлопок) напечатаны на заказ с использованием 11 рисунков. (1-5) вертикальные полосы шириной 3,5 см четырех разных контрастов, а также однородный серый. Относительную отражательную способность полос на каждом слое измеряли с помощью спектрофотометра, соединенного с раздвоенным оптоволоконным датчиком и освещаемого галогенным источником света. Отраженная интенсивность использовалась для расчета контраста Майкельсона. (6) обычная черно-белая шахматная доска шириной 3,5 см. (7) неравномерная черно-белая шахматная доска шириной 3,5 см, созданная путем случайного размещения черных квадратов на белом фоне до тех пор, пока не будет покрыто 50% общей площади. (8) ряд очень больших прямоугольных черных треугольников, под которыми белые треугольники. (9) серия очень больших белых треугольников, под которыми черные треугольники. (10) однородный серый для контроля. (11) натуралистический рисунок коры, полученный путем применения бинарного порога 50:50 к монохромной фотографии веток подлеска и опавших листьев.

Узорчатые пальто собраны путем сшивания набивной ткани, чтобы получился квадрат 2х2 м, покрывающий тело лошади, и меньший прямоугольник 0,8х0,5 м, покрывающий шею и холку. Оценили размер темных узоров с точки зрения слепней на расстоянии 1 м от целей, отфильтровав все темные пятна, меньшие, чем угол зрения 1 градус (2,4 см2). Поляризационные свойства голой лошади и лошадей, одетых в два треугольных пальто, измеряли с помощью поляризационной камеры и отображали в виде тепловых карт, указывающих степень поляризации. 5 полосатых плащей с разным контрастом Майкельсона (0, 0,124, 0,330, 0,595, 0,8641) размещали в случайном порядке на 10 разных лошадях. Один наблюдатель заснял мух, приближающихся с одной стороны лошади. Съемка велась двумя цифровыми видеокамерами. Камеры обеспечивали 2 разных угла обзора лошади, чтобы облегчить последующий анализ. Активность мух вокруг лошадей снималась со скоростью 60 кадров в секунду с разрешением 2704х1520 пикселей. Приземления слепней (Haematopota pluvialis и Tabanus bromius) вручную извлечены из пар видеозаписей двумя независимыми наблюдателями, сначала путем идентификации крылатых, приближающихся к лошади, а затем наблюдения за их приземлениями. Разделили данные по тому, произошли ли все приземления на накидку, на край накидки или на голую голову, ноги и живот.

Полученные результаты.
1) Серые, в нормальную и нерегулярную клетку. Приземления на однородном сером контрольном покрытии были в 13 раз выше, чем на обычном клетчатом покрытии, и в 4 раза выше, чем на нерегулярном клетчатом покрытии. Наблюдали одинаковое количество приземлений на голые головы, животы или ноги.
2) Поляризация. Обнаружили одинаковую частоту приземлений между шерстью с черными треугольными пятнами вдоль спины по сравнению с шерстью с белыми треугольными пятнами вдоль спины независимо от того, сравнивали ли приземления на покытые или на голые участки лошади.
3) Контраст. Обнаружили сильное снижение количества приземлений на накидки, переходя от равномерно серой, которая получила наибольшее количество приземлений, к полосатой с контрастом Майкельсона от 0,124 до 0,86, последняя из которых лучше всего имитировала черные и белые полосы зебры. При каждом увеличении контраста Майкельсона на 0,01 количество приземлений снижалось примерно на 1,2%. Тем не менее, скорость приземления на голой части животного оставалась стабильной.
4) Размер элементов узора. Посадки слепней на попону увеличивались на 41% на каждое увеличение на 1 единицу размера логарифмически преобразованного участка. Вместо этого увеличение частоты приземлений на голые части животного составило всего 5,8%.

Нет доказательств того, что паразитов привлекает шерсть, лучше отражающая поляризованный свет. Слепни не склонны приземляться на сильно контрастирующие полосы, предпочитали слегка контрастирующие полосы на конских плащах. Меньше привлекали регулярные, чем нерегулярные узоры клеток, но этот эффект был недостаточно велик, чтобы подтвердить гипотезу о нарушении оптического потока из-за наложения спектров. Скорее всего, это происходит из-за влечения к более крупным темным пятнам, присутствующим в нерегулярных клетчатых узорах. Основные антипаразитарные особенности шерсти зебры - их полосы имеют четкие и тонкие очертания. Эти особенности исключают появление больших монохромных темных пятен, которые очень привлекательны для слепней на близких расстояниях.

Тим Каро (Tim Caro), Ева Фогг (Eva Fogg), Тамасин Стивенс-Коллинз (Tamasin Stephens-Collins), Маттео Сантон (Matteo Santon), Мартин Дж. Хау (Martin J. How), Бристольский университет, Великобритания, напечатали статью "Почему слепни не садятся на зебр?", "Журнал экспериментальной биологии" (Journal of Experimental Biology), 226 (4), 17 февраля 2023 г.

21.02.2023