Несмотря на крошечные глаза и мозг примерно в 1 миллион раз меньше вашего, мухи могут уклониться почти от каждого удара.
Мухи могут благодарить свое быстрое, сложное зрение и некоторые нервные причуды за их способность избегать ударов с такой скоростью и ловкостью.
Ученые из Международного университета Флориды исследовали полет и зрение насекомых с целью выяснить, как такие крошечные существа могут обрабатывать визуальную информацию, чтобы выполнять сложные действия, например, так быстро убегать от мухобойки.
У мух сложные глаза. Вместо того, чтобы собирать свет через одну линзу, формирующую целостное изображение (стратегия человеческого глаза), мухи формируют изображения, состоящие из множества граней, множества отдельных линз, которые фокусируют входящий свет на кластеры фоторецепторов, светочувствительные клетки в их глазах. По сути, каждая грань создает отдельный пиксель зрения мухи.
Мир мух имеет довольно низкое разрешение, потому что маленькие головы могут вмещать лишь ограниченное количество граней, обычно от сотен до тысяч, и нет простого способа повысить резкость их размытого зрения до миллионов пикселей, которые люди эффективно видят. Но, несмотря на такое грубое разрешение, мухи очень быстро видят и обрабатывают быстрые движения.
Мы можем сделать вывод о том, как животные воспринимают быстрое движение, исходя из того, насколько быстро их фоторецепторы могут обрабатывать свет. Люди различают максимум около 60 дискретных вспышек света в секунду. Любое более быстрое мерцание обычно появляется как устойчивый свет. Способность видеть дискретные вспышки зависит от условий освещения и того, какую часть сетчатки вы используете.
Некоторые светодиодные фонари, например, излучают дискретные вспышки света достаточно быстро, чтобы люди воспринимали их как постоянный свет, если только вы не повернете голову. Боковым зрением вы можете заметить мерцание. Это потому, что ваше периферийное зрение обрабатывает свет быстрее, но с более низким разрешением, как зрение мухи. Некоторые мухи могут видеть до 250 вспышек в секунду, что примерно в четыре раза больше, чем могут воспринимать люди.
Если бы вы взяли одну из этих мух в кинотеатр, плавный фильм, который вы смотрели, состоящий из 24 кадров в секунду, выглядел бы на лету как серия статических изображений, как слайд-шоу. Такое быстрое зрение позволяет мухе быстро реагировать на добычу, препятствия, конкурентов и попытки ее прихлопнуть.
Новое исследование показывает, что мухи в тусклом свете частично теряют способность видеть быстрые движения. Это может показаться хорошей возможностью прихлопнуть их, но люди также теряют способность видеть быстрые, острые черты лица в темноте.
В темноте мухи и комары летают хаотично, по извилистым траекториям, чтобы избежать ударов. Они также могут полагаться на невизуальные сигналы, такие как информация от маленьких волосков на их теле, которые чувствуют изменения в воздушных потоках, когда вы двигаетесь для удара.
Но почему мухи медленнее видят в темноте? Возможно, вы замечали, что ваше собственное зрение в темноте становится размытым и гораздо менее ярким. Аналогичный процесс происходит и с насекомыми. Низкая освещенность означает меньшее количество фотонов, и так же, как камеры и телескопы, глаза зависят от фотонов для создания изображений.
Но в отличие от хорошей камеры, которая позволяет переключиться на больший объектив и собрать больше фотонов в темных условиях, животные не могут поменять оптику своих глаз. Вместо этого они полагаются на суммирование, нейронную стратегию, которая суммирует входные данные соседних пикселей или увеличивает время выборки фотонов для формирования изображения.
Большие пиксели и более длинные выдержки захватывают больше фотонов, но за счет резкости изображения. Суммирование эквивалентно съемке фотографий на зернистую пленку (с высоким значением ISO) или с длинной выдержкой, что дает более размытые изображения, но позволяет избежать недоэкспонирования объектов. Мухи, особенно маленькие, не могут быстро видеть в темноте, потому что в некотором смысле они ждут, пока прибудет достаточное количество фотонов, пока не будут уверены в том, что видят.
Помимо быстрого восприятия надвигающихся угроз, мухи должны уметь улетать за доли секунды. Это требует быстрой подготовки к взлету и быстрых полетных маневров. Например, после визуального обнаружения надвигающейся угрозы плодовые мушки меняют свою позу за одну пятую секунды перед взлетом. Хищные мухи, такие как мухи-убийцы, координируют свои ноги, крылья и жужжальца – остатки крыльев в форме гантели, используемые для определения вращения в воздухе, чтобы быстро поймать свою добычу в полете.
Чтобы перехитрить муху, вы должны ударить быстрее, чем она успеет обнаружить вашу приближающуюся руку. С практикой вы можете улучшить это, но мухи оттачивали свои навыки выживания сотни миллионов лет. Поэтому вместо того, чтобы прихлопывать, лучше использовать другие способы борьбы с мухами, такие как установка ловушек и уборка.
Что касается комаров, то некоторые коммерческие репелленты могут сработать, но удаление застойной воды вокруг дома в некоторых растениях, горшках или любых открытых контейнерах поможет устранить места их откладывания яиц и уменьшить количество комаров вокруг с самого начала. Избегайте инсектицидов, так как они также вредят полезным насекомым, таким как пчелы и бабочки.
