De strepen en banden op vlindervleugels zijn meer dan versiering of waarschuwing. Zodra een vlinder met zijn vleugels slaat, creëren die patronen een optische illusie die het een aanvaller moeilijker maakt om snelheid en richting goed in te schatten. Onderzoekers van de universiteiten van Exeter en Essex beschrijven het effect in het vakblad Nature.
In de Eerste Wereldoorlog kreeg een deel van de Britse vloot een opvallende verflaag: grillige zwart-witte strepen die schepen niet moesten verbergen, maar Duitse onderzeeërs hun koers en snelheid verkeerd moesten laten inschatten. Vlinders blijken iets vergelijkbaars te doen, alleen werkt hun truc pas als de vleugels bewegen. Hun contrastrijke patronen lijken in de vlucht het bewegingszicht van een aanvaller te misleiden, waardoor die de neiging krijgt net achter de vlinder te mikken. Dat zou kunnen verklaren waarom opvallend weinig roofdieren zich hebben gespecialiseerd in het vangen van vliegende vlinders.
Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Een oude theorie, maar nu in beweging
Het idee dat strepen de waarneming van beweging kunnen verstoren, heet ‘motion dazzle’. Het wordt al decennia genoemd als mogelijke verklaring voor de strepen van zebra’s en de banden van sommige slangen, maar het bewijs bleef wisselend. Volgens het team kan dat komen doordat eerdere studies vooral werkten met stijve doelwitten, zoals een gestreept vlak dat over een scherm schuift. Echte dieren bewegen anders: poten, staarten en vleugels zwaaien steeds ook de andere kant op dan het lichaam gaat.
Zien als een vogel
Om te meten hoe een vliegende vlinder overkomt op een roofdier, gebruikte het team een computermodel van het bewegingszicht van kleine zangvogels. Het model bepaalt per beeld welke kant de beweging volgens het vogeloog op gaat: vooruit, achteruit of opzij. Bij een vlinder die vooruit vliegt, zou dat signaal vooral naar voren moeten wijzen. Hoe meer beweging het model ten onrechte naar achteren meet, hoe trager de vlinder lijkt. Beweging opzij kan juist de indruk wekken dat hij van koers verandert. Het model filterde bovendien details weg die een vogel op aanvalsafstand niet kan zien. Zonder die stap ontstaan kunstmatige effecten, vergelijkbaar met wielen die op film achteruit lijken te draaien.
Strepen maken het verschil
Eerst filmden de onderzoekers opstijgende vlinders van vijf soorten, waaronder de atalanta en de koninginnenpage, met duizend beelden per seconde. Daarna vervingen ze het vleugelpatroon digitaal door een egale grijstint, zwart of wit. De vlinders met hun natuurlijke tekening zorgden voor duidelijk meer misleidende bewegingssignalen.
Vervolgens lieten ze 757 vleugelvarianten van 397 Europese soorten virtueel vliegen, op basis van tekeningen uit een veldgids. Het sterkste effect kwam van veel contrast op de voorvleugels, verticale strepen, één opvallende band dwars over de vleugels en staartjes aan de achtervleugels. Pages, de familie van de koninginnenpage, scoorden vrijwel allemaal hoog. Opvallend is dat voor het vertekenen van snelheid het vleugelslaan zelf nodig is, terwijl een zwevende vlinder met zijn patroon nog steeds zijwaartse beweging kan suggereren.
Mikken op een vlinder die er niet is
Of het model iets zegt over echte aanvallen, werd getest met een spel. Honderd vrijwilligers probeerden in totaal drieduizend keer een virtuele vlinder te ‘vangen’ door snel op een scherm te tikken. Bij vlinders die volgens het model veel beweging naar achteren suggereren, belandden de tikken verder achter het dier. Tussen de meest en de minst misleidende soort scheelde het gemiddelde trefpunt ongeveer 38 procent van een lichaamslengte.
Evolutie op de computer
Tot slot liet het team een programma 57.600 kunstmatige vleugelpatronen ‘evolueren’, waarbij telkens de meest misleidende ontwerpen doorgingen naar de volgende generatie. Zonder voorkennis van echte vleugelpatronen kwam het programma uit op ontwerpen die meer op bestaande soorten leken dan willekeurige patronen. Selecteren op zoveel mogelijk voorwaartse beweging leverde juist spierwitte vlinders op, die doen denken aan de witjes. Die zouden sneller lijken dan ze zijn, waardoor een aanvaller eerder voorbij zou schieten.
Nog geen vogel aan zet
De ‘roofdieren’ in het vangspel waren mensen, geen vogels, al waren de beelden gefilterd op basis van vogelzicht. De simulaties bekeken de vleugels alleen van bovenaf, terwijl de onderkant van de vleugels en andere kijkhoeken, afstanden en achtergronden buiten beeld bleven. Ook dienen vleugelpatronen andere doelen, zoals waarschuwen, partners lokken en warmte regelen. Bewegingsverwarring is daarmee eerder een extra functie dan een vervanging. De onderzoekers vermoeden dat hetzelfde principe speelt bij de slaande vleugels van vogels en de zwiepende staarten van hagedissen en vissen.
Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: