Синхронное свечение светлячков: учёные раскрыли секрет природного феномена
Американские ученые наконец-то раскрыли секрет синхронного свечения тысяч светлячков. Оказалось, что эти насекомые обладают удивительной способностью подстраивать свои вспышки друг под друга благодаря особому механизму, который можно описать как "торможение и ускорение".
Исследователи из Университета Колорадо в течение пяти лет наблюдали за светлячками вида Photuris frontalis в национальном парке Конгари, Южная Каролина. Они проводили эксперименты, помещая отдельных жуков в прозрачные контейнеры и имитируя внешние световые сигналы с помощью светодиода, частота которого варьировалась. С помощью высокоскоростных камер ученые детально анализировали каждую вспышку насекомого и сравнивали ее с внешним стимулом.
Было обнаружено, что время следующей вспышки светлячка напрямую зависит от того, в какой момент его собственного цикла мигания поступает внешний сигнал. Если светодиод загорался сразу после того, как жук сам вспыхнул, насекомое как бы "притормаживало", и его следующая вспышка происходила с задержкой. И наоборот, если сигнал появлялся незадолго до того, как светлячок собирался вспыхнуть, он "ускорялся" и загорался раньше. Этот процесс напоминает поведение группы бегунов, которые инстинктивно подстраивают свой темп под окружающих, чтобы двигаться в общем ритме.
На основе собранных данных была создана математическая модель, которая с высокой точностью предсказывает поведение светлячков при различных частотах внешних сигналов. Модель показала, что светлячки способны адаптироваться не только к основной частоте сигнала, но и к ее производным, например, мигать в два раза реже или чаще.
Это открытие имеет значение не только для фундаментальной науки. Ученые полагают, что принципы синхронизации, обнаруженные у светлячков, могут быть применены в самых разных областях. Например, при разработке роя роботов, работающих скоординированно, создании новых систем связи или даже для более эффективного мониторинга популяций насекомых в дикой природе. Понимание того, как светлячки реагируют на световые сигналы, позволит управлять их поведением, например, привлекать их в определенные места или, наоборот, отпугивать для защиты от хищников.
Исследователи из Университета Колорадо в течение пяти лет наблюдали за светлячками вида Photuris frontalis в национальном парке Конгари, Южная Каролина. Они проводили эксперименты, помещая отдельных жуков в прозрачные контейнеры и имитируя внешние световые сигналы с помощью светодиода, частота которого варьировалась. С помощью высокоскоростных камер ученые детально анализировали каждую вспышку насекомого и сравнивали ее с внешним стимулом.
Было обнаружено, что время следующей вспышки светлячка напрямую зависит от того, в какой момент его собственного цикла мигания поступает внешний сигнал. Если светодиод загорался сразу после того, как жук сам вспыхнул, насекомое как бы "притормаживало", и его следующая вспышка происходила с задержкой. И наоборот, если сигнал появлялся незадолго до того, как светлячок собирался вспыхнуть, он "ускорялся" и загорался раньше. Этот процесс напоминает поведение группы бегунов, которые инстинктивно подстраивают свой темп под окружающих, чтобы двигаться в общем ритме.
На основе собранных данных была создана математическая модель, которая с высокой точностью предсказывает поведение светлячков при различных частотах внешних сигналов. Модель показала, что светлячки способны адаптироваться не только к основной частоте сигнала, но и к ее производным, например, мигать в два раза реже или чаще.
Это открытие имеет значение не только для фундаментальной науки. Ученые полагают, что принципы синхронизации, обнаруженные у светлячков, могут быть применены в самых разных областях. Например, при разработке роя роботов, работающих скоординированно, создании новых систем связи или даже для более эффективного мониторинга популяций насекомых в дикой природе. Понимание того, как светлячки реагируют на световые сигналы, позволит управлять их поведением, например, привлекать их в определенные места или, наоборот, отпугивать для защиты от хищников.
Источник: yaustal
Комментарии: