Стрекозы ведут воздушные бои по правилам истребителей

Биоинженеры из Великобритании и Тайваня впервые детально описали тактику воздушного боя у самцов стрекоз. Оказалось, что их стычки за территорию напоминают настоящие авиационные «догфайты» — ближние маневренные бои истребителей. Результаты исследования опубликованы в Journal of the Royal Society Interface.

Не охота, а дуэль

Механика воздушной охоты хищных насекомых биологам известна: охотник летит по кратчайшему пути, чтобы с минимальными затратами энергии настичь и схватить добычу. Но воздушные бои двух самцов за территорию проходят совершенно иначе. В ходе поединка стрекозы не пытаются схватить или убить друг друга — они просто поддерживают визуальный контроль. Зрительно-моторный аппарат насекомого настроен на удержание противника в определённой точке поля зрения: прямо по курсу и на 12 градусов выше линии горизонта.

Исследователи установили камеры, снимающие со скоростью 250 кадров в секунду, у прудов зоопарка в Тайбэе. Объектом изучения стали самцы стрекозы Trithemis aurora, которые агрессивно защищают свои участки над водой. Учёные записали и оцифровали более 100 трёхмерных траекторий парных воздушных боёв. Алгоритм вычислил скорость, центростремительное ускорение, углы обзора и частоту взмахов крыльев.

Фигуры высшего пилотажа

Анализ показал, что при сближении преследователь сбрасывает скорость, избегая столкновения. Если он летит слишком быстро и не успевает затормозить, то пролетает мимо цели и вынужденно уходит на петлю. В разгар боя стрекозы совершают сложные фигуры пилотажа — мёртвые петли и нисходящие спирали, причём последние могут включать до четырёх витков подряд.

Чтобы сбросить противника с хвоста, проигрывающий самец применяет маневр уклонения: резко ныряет вниз и вбок, выходя из поля зрения врага. После этого роли меняются. Бой заканчивается, когда преследуемый самец не выдерживает и улетает прочь. Интересно, что почти треть времени (около 37%) стрекозы не машут крыльями, а планируют. Короткие взмахи они используют только для изменения направления, сохраняя плавность полёта для стабилизации зрения.

На крутых виражах насекомые испытывают перегрузки до 6g. В отличие от пилотов самолётов, которые стремятся забраться повыше, чтобы создать запас потенциальной энергии, стрекозы предпочитают атаковать снизу. С такой позиции им проще отслеживать тёмный силуэт врага на фоне светлого неба, а не пёстрой растительности.

Авторы отметили, что не смогли отличить хозяев территории от нарушителей, хотя разная мотивация может влиять на резкость маневров. Тем не менее работа показала: визуально сложные и агрессивные воздушные дуэли не требуют продвинутого интеллекта. Поведение насекомых полностью генерируется примитивными законами навигации, ограниченными лишь физическими возможностями их тел.