К спасению от мухобойки двукрылые подходят обдуманно. За 0,2 с муха успевает оценить, когда и откуда придёт угроза, и подготовить тело к прыжку. Чтобы убить муху наверняка, учёные советуют обмануть её быстрый, но примитивный мозг.
Вряд ли Майкл Диккинсон, сотрудник Калифорнийского технологического института, ставил своей целью научить людей ловить мух, приступая к работе по изучению биомеханики полета насекомых. Однако теперь он всем может дать дельный совет по этому поводу. В статье из последнего номера Current Biology Диккинсон с коллегами показал, почему так трудно поймать или прихлопнуть муху, часто каким-то невообразимым пируэтом ускользающую от мухобойки, газеты или на худой конец ладони.
В своей работе над механикой движений плодовых мушек дрозофил Диккинсон исследовал реакцию животных на приближающуюся угрозу, которую имитировал – черный кружок. Такая реакция подразумевает передачу информации от сенсорных органов, в данном случае глаз, которые у дрозофил позволяют одновременно наблюдать мир в панораме, близкой к 360 градусам, к моторным.
Оказалось, что задолго до начала маневра в воздухе дрозофила успевает подготовиться к первоначальному прыжку, за которым следует сам полет.
Как выяснилось, мозг дрозофилы успевает определить скорость надвигающейся угрозы и направление движения, и приготовиться к отступлению в противоположном направлении примерно за 200 миллисекунд. Дрозофила расставляет лапки таким образом, чтобы при их выпрямлении и толчке от поверхности уже в прыжке двигаться в направлении, предусмотренном планом отступления.
Такая неимоверная скорость работы мозга дрозофил была зафиксирована благодаря высокоскоростной видеокамере с частотой съемки 5400 кадров в секунду. Например, на фотоснимках оказалось отчетливо видно, как при приближении черного диска к мушке спереди она протягивает свои передние лапки вперед и немного отклоняется назад. В таком положении выпрямление ног отбрасывает мушку назад, после чего в дело вступают крылья. Если же опасность приближается со спины, то средние лапки мушки отодвигаются немного назад, когда угроза находится сбоку от мушки, средние лапки остаются на месте, вместо них мушка отклоняется от направления опасности всем телом и только после этого отпрыгивает.
Дрозофила в процессе подготовки прыжка и осткока от приближающейся спереди угрозы. Как видно, предполетная поготовка дрозофилл занимает всего 200 миллисекунд.//Card & Dickinson, Current Biology
При этом дрозофила учитывает не только положение собственного тела и направление на источник опасности. Её мозг успевает принять во внимание и различные позы, в которых она находится в момент обнаружения надвигающейся угрозы; например, её в разные моменты времени лапки могут быть заняты чисткой тела или участвовать в приеме пищи, шагать по кухонному столу или добиваться расположения мушек противоположного пола.
Каждый раз крохотный мозг мушки, состоящий всего из сотни тысяч нейронов, подсказывает ей, в каком направлении нужно повернуть тело и как следует переставить лапки, чтобы отпрыгнуть в нужном направлении.
По предположению Диккенсона, примитивный мозг дрозофил обладает неким подобием координатной карты, которая очень быстро позволяет провести расчет перестановки тела при известном направлении и скорости приближения угрозы.
Дальнейшие работы по изучению сенсорно-моторного трансферта информации призваны выявить область мозга, которая выполняет эти расчетные функции с молниеносной скоростью.
Это открытие очень удивило ученых, которые до последнего времени были уверены в том, что все приготовления к полету у дрозофил заключаются в вертикальном прыжке, а направление полета задается только крыльями. Как оказалось, дрозофилы умеют и быстр о запрягать.
Теперь, для того, чтобы ловить мух «по науке» Диккинсон рекомендует всем подкрадываться к насекомому осторожно, не совершая резких движений: глаз мухи не способен отследить медленные перемещения. Удар же мухобойки должен быть направлен на опережение – подкрадываясь к мухе, вы можете быть уверены, что в момент удара отскочит она от вас всегда в противоположном направлении, а потому занесите руку немного дальше и успех гарантирован.
