أبريل في فلوريدا بانهاندل. كان الجو حارًا ورطبًا وكانت هناك عاصفة رعدية. لكن كطالبة دراسات عليا جديدة، شعرت بالارتياح بعد الهروب من أول شتاء قاسٍ لي في مينيسوتا. كنت أرافق مستشارتي، بالوما غونزاليس بيليدو، في مشروع سينتهي به الأمر بالسيطرة على درجة الدكتوراه. عمل. في الغابة، كانت عيناي تندفعان مع كل حركة، تحسبًا لحشرة تحب الخرز اللامع.
لافريا زعفرانة، المعروف أيضًا باسم الذباب السارق، وهو ذباب أسود وأصفر مكتنز. يتكون معظم رأس اللافريا من عيون كبيرة، بينهما خرطوم هائل – وهو جزء فم طويل أنبوبي يمكن أن يسلم سمًا قويًا قادرًا على شل حركة الفريسة في نبضة قلب.
الصور التي أراها لي بالوما قبل وصولنا إلى هناك، رغم كونها مذهلة، لم تساعدني في البحث عن الذبابة. كانت هناك حشرات تطير في كل اتجاه، وحركاتها غير واضحة، مما يجعل من المستحيل التقاط أي تفاصيل. لم يكن لدي سوى جزء من الثانية لمعرفة ما إذا كان الشيء الذي كنت أراه هو لافريا، أو دبور ذو سترة صفراء مشابه، أو شيء آخر تمامًا.
على الرغم من رؤيتهم الفظة نسبيًا، فإن الذباب الذي كنت أبحث عنه أكثر مهارة بكثير مني في انتقاء الحشرات التي يستهدفونها. بطريقة ما، أصبحوا قادرين على التركيز على فرائسهم المفضلة: الخنافس. واستنادًا إلى ملاحظاتها الميدانية في العام السابق، اعتقدت بالوما أنهم فعلوا ذلك من خلال البحث عن وميض أجنحة الخنفساء.
إذا كانت على حق، فقد توصلت لافريا إلى خدعة بارعة توازن بين الحاجة إلى السرعة والدقة والخصوصية. فيما يلي بعض الأدلة التي وجدناها لأسرار نجاحهم.
بعد الفلاش
سبق بالوما أن درس حشرات مفترسة أخرى مثل اليعسوب والذباب القاتل. لا توفر عيونهم المركبة الكثير من التفاصيل حول العالم البصري، مما يجعل من الممكن خداعهم لمطاردة الخرزات البسيطة كما لو كانوا فرائسهم من الحشرات.
ولكن عندما جرب بالوما نفس خفة اليد على لافريا، لم يختاروا الخرز الأسود العادي. لقد طاردوا الخرز الشفاف فقط.
والفرق الوحيد المهم بين لافريا والحيوانات المفترسة الأخرى التي درستها بالوما هو أنها أكلة انتقائية. فريستهم المفضلة هي الخنافس. لذا، توقعت بالوما ومعاونتنا جينيفر تالي أن سبب انجذاب اللافريا إلى الخرز اللامع هو أنها تعكس الضوء وتومض مثل الأجنحة الشفافة للخنفساء.
في فلوريدا، اختبرنا هذه الفكرة عن طريق استبدال الخرز الأسود العادي بلوحة من مصابيح LED التي يمكننا برمجتها للوميض بالتسلسل بتردد يطابق ضربات أجنحة الخنافس، والتي يمكن أن تتراوح من 80 إلى 120 نبضة في الثانية .
في حظيرة خارجية، وضع بالوما ذباب السارق الذي تم القبض عليه سابقًا واحدًا تلو الآخر على جذع شجرة. في الخارج، سيطرنا أنا وجنيفر على لوحة LED الموجودة أمام الجذع والكاميرات عالية السرعة التي التقطت الحدث.
تومض وحدات البكسل LED بالتسلسل، لمحاكاة هدف متحرك. تتبعت لافريا الأضواء باهتمام شديد فقط عندما تومض بنفس التردد الذي ترفرف به الخنافس بأجنحتها.
ولكن حتى عندما بدأت تجاربنا الأولية في تأكيد هذه الفرضية، ظهر لغز جديد. كيف يتتبع الذباب فرائسه بدقة؟
استراتيجية فريدة لتتبع وتحديد
قبل أن تقوم بمطاردتها، تحتاج جميع الحيوانات المفترسة البصرية، بما في ذلك لافريا، إلى تتبع تحركات فرائسها بدقة. على الرغم من أن العديد من الحيوانات لديها هذه القدرة، إلا أن ما وجدناه في لافريا كان، لدهشتنا، عبارة عن صيغة معدلة قليلاً مقارنة بالحيوانات المفترسة الأخرى. استراتيجيتهم تسمح لهم ليس فقط بتتبع تلك الومضات بدقة ولكن أيضًا بحساب تلك الومضات الصادرة عن حركات جناح فرائسهم.
عندما نظرت إلى مقاطع الفيديو عالية السرعة لللافريا وهي تتتبع مصابيح LED الوامضة والخنافس الفعلية، لاحظت أنها تحرك رؤوسها في المقام الأول في دفعات قصيرة، تسمى saccades، تتخللها حركات قليلة أو معدومة. هذه الـ saccades سريعة للغاية، وتدوم أقل من 40 مللي ثانية، والوقت بينهما أطول قليلاً فقط. للعين المجردة، يبدو هذا وكأنه حركة مستمرة، لكن مقاطع الفيديو عالية السرعة لدينا تظهر خلاف ذلك. تعتمد الدرجة التي حركت بها الذباب رؤوسها خلال كل دفقة على سرعة الهدف ومدى بعده عن المركز من اتجاه نظرة الذبابة.
ما أخبرتنا به النتائج التي توصلنا إليها هو أنه بدلاً من تحريك رؤوسهم بشكل مستمر للحفاظ على موضع الهدف داخل الأجزاء الأكثر حساسية من عيونهم، تسمح اللافريا لها بالمرور فوق شبكية العين، ولا تتحرك إلا عندما تخرج عن نطاق التركيز. نعتقد أن هذه الإستراتيجية تساعدهم في حساب ومضات أجنحة الفريسة النابضة، وهو ما يحدد اهتمامهم المستمر.
وهذا يعني أن اللافريا تعرف تردد نبضات جناح فرائسها اللذيذة ولذلك تنتبه إلى الومضات المتطابقة. إذا تطابق عدد الوميض مع توقعاتهم، فسوف يستمرون في تتبع الهدف بعد خروجه من المنطقة الحساسة في أعينهم.
ولإعادته إلى التركيز، عليهم أن يأخذوا في الاعتبار سرعته والموقع الذي رأوه فيه آخر مرة. نظرًا لأن حجم الساكاد يتطابق مع سرعة الفريسة، فإننا نعتقد أن اللافريا تتتبع مدى سرعة تحرك الفريسة بينما تحسب في نفس الوقت الومضات الصادرة عن ضربات أجنحتها. لذا، بمجرد أن تخرج الخنفساء عن نطاق التركيز، يعرف المفترس مقدار تحريك رأسه لإعادة التركيز.
على الرغم من أن الناس يتتبعون الأجسام المتحركة طوال الوقت – أثناء ممارسة الرياضة مثل البيسبول أو التنس أو حتى أثناء مشاهدة طائر يطير بالقرب منهم – إلا أنها عملية معقدة. أنه ينطوي على الحديث المتبادل الديناميكي بين الأنظمة البصرية والعضلية.
بغض النظر عن الدافع، فإن الهدف أثناء التتبع البصري للهدف هو نفسه – تدريب المنطقة الأكثر حساسية في العين، والمعروفة باسم النقرة، على العنصر محل الاهتمام. لافريا زعفرانة يبدو أنهم قاموا بتعديل هذه القاعدة حتى يتمكنوا من معرفة المزيد عن الهدف. تسمح لهم إستراتيجية التنبؤ المخصصة الخاصة بهم بتحديد احتياجاتهم الغذائية المحددة بدقة ومطاردتها بسرعة.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: سيدهانت بوسديكار، جامعة مينيسوتا.
اقرأ أكثر:
لا يعمل Siddhant Pusdekar في أي شركة أو مؤسسة أو يستشيرها أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.