Räuberfliegen verfolgen ihre Käferbeute mit winzigen Mikrobewegungen

April im Florida Panhandle. Es war heiß, feucht und ein Sturm drohte. Aber als frischgebackener Student war ich erleichtert, meinem ersten brutalen Winter in Minnesota entkommen zu sein. Ich begleitete meine Betreuerin Paloma Gonzalez-Bellido bei einem Projekt, das schließlich meine Doktorarbeit dominieren sollte. arbeiten. Im Buschland weiten sich meine Augen bei jeder Bewegung, auf der Suche nach einem Insekt, das glänzende Perlen mag.

Laphria saffrana, auch Räuberfliege genannt, ist eine große schwarz-gelbe Fliege. Der größte Teil des Kopfes einer Laphria besteht aus großen Augen, zwischen denen sich ein beeindruckender Rüssel befindet, ein langes röhrenförmiges Mundstück, das starkes Gift abgeben kann, das Beute im Handumdrehen außer Gefecht setzen kann.

Die Fotos, die Paloma mir vor unserer Ankunft zeigte, waren zwar großartig, halfen aber nicht bei der Suche nach der Fliege. Insekten flogen in alle Richtungen, ihre Bewegungen waren verschwommen, so dass nicht einmal die kleinsten Details erkennbar waren. Ich hatte nur den Bruchteil einer Sekunde Zeit, um festzustellen, ob es sich bei dem Ding, das ich sah, um eine Laphria, eine ähnlich gefärbte gelbe Jacke oder etwas ganz anderes handelte.

Trotz ihres relativ rudimentären Sehvermögens sind die Fliegen, nach denen ich gesucht habe, viel besser als ich darin, die Insekten, auf die sie abzielen, zu erkennen. Irgendwie gelingt es ihnen, sich auf die Beute ihrer Wahl zu konzentrieren: Käfer. Basierend auf ihren Feldbeobachtungen im Vorjahr glaubte Paloma, dass sie dies durch die Suche nach dem Leuchten der Flügel der Käfer erreicht hatten.

Wenn sie recht hatte, hat sich Laphria einen genialen Trick ausgedacht, der die Notwendigkeit von Geschwindigkeit, Präzision und Spezifität in Einklang bringt. Hier sind einige der Hinweise, die wir auf die Geheimnisse ihres Erfolgs gefunden haben.

Fortsetzung des Blitzes

Paloma hatte zuvor andere Raubinsekten wie Libellen und Killerfliegen untersucht. Ihre Facettenaugen geben nicht viele Details über die visuelle Welt preis, was dazu beiträgt, dass sie einfache Perlen jagen, als wären sie ihre Beute.

Aber als Paloma den gleichen Trick bei Laphria versuchte, entschieden sie sich nicht für normale schwarze Perlen. Sie jagten nur klare Perlen.

Der einzige signifikante Unterschied zwischen der Laphria und den anderen von Paloma untersuchten Raubtieren besteht darin, dass sie wählerische Esser sind. Ihre Lieblingsbeute sind Käfer. Daher stellten Paloma und unsere Mitarbeiterin Jennifer Talley die Hypothese auf, dass Laphria sich von glänzenden Perlen angezogen fühlt, weil sie Licht reflektieren und wie die hellen Flügel eines Käfers blinken.

In Florida haben wir diese Idee getestet, indem wir die schwarzen Perlen durch eine Reihe von LED-Lichtern ersetzt haben, die wir so programmieren konnten, dass sie nacheinander mit einer Frequenz blinkten, die dem Flügelschlag der Käfer entsprach, der zwischen 80 und 120 Schlägen pro Sekunde liegen kann. .

In einem Freigehege platzierte Paloma die zuvor gefangenen Räuberfliegen nacheinander auf einem Baumstamm. Draußen steuerten Jennifer und ich das LED-Panel vor dem Baumstamm und die Hochgeschwindigkeitskameras, die das Geschehen festhielten.

LED-Pixel blinken nacheinander und simulieren so ein sich bewegendes Ziel. Laphria verfolgte die Lichter nur dann mit großem Interesse, wenn sie mit der gleichen Frequenz blinkten, mit der die Käfer mit den Flügeln schlugen.

Doch gerade als unsere ersten Experimente die Hypothese zu bestätigen begannen, tauchte ein neues Rätsel auf. Wie verfolgen Fliegen ihre Beute genau?

Einzigartige Strategie zum Verfolgen und Identifizieren

Vor der Verfolgung müssen alle visuellen Raubtiere, einschließlich Laphria, die Bewegungen ihrer Beute genau verfolgen. Obwohl viele Tiere diese Fähigkeit besitzen, fanden wir bei Laphria zu unserer Überraschung eine leicht veränderte Formel im Vergleich zu anderen Raubtieren. Ihre Strategie ermöglicht es ihnen, die durch die Flügelbewegungen ihrer Beute verursachten Blitze nicht nur genau zu verfolgen, sondern auch zu zählen.

Als ich mir die Hochgeschwindigkeitsvideos von Laphria ansah, die blinkenden LEDs und echten Käfern folgten, fiel mir auf, dass sie ihre Köpfe meist in kurzen Stößen, sogenannten Sakkaden, bewegten, unterbrochen von wenigen oder keinen anderen Bewegungen. Diese Sakkaden sind extrem schnell, dauern weniger als 40 Millisekunden und die Zeit dazwischen ist nur geringfügig länger. Für das bloße Auge sieht es wie eine kontinuierliche Bewegung aus, aber unsere Hochgeschwindigkeitsvideos zeigen etwas anderes. Der Grad, in dem die Fliegen ihre Köpfe während jedes Schusses bewegten, hing von der Geschwindigkeit des Ziels und seiner Entfernung von der Blickrichtung der Fliege ab.

Unsere Erkenntnisse haben uns gezeigt, dass Laphrien das Ziel nicht ständig bewegen, um die Position des Ziels in den empfindlichsten Teilen ihrer Augen aufrechtzuerhalten, sondern es über ihre Netzhaut gleiten lassen und sich nur dann bewegen, wenn es verschwommen wird. Wir glauben, dass diese Strategie ihnen hilft, die Flügelschläge der Beute zu zählen, was ihr anhaltendes Interesse bestimmt.

Mit anderen Worten: Laphrien kennen die Flügelschlagfrequenz ihrer schmackhaftesten Beute und achten daher auf passende Blitze. Wenn die Anzahl der Blitze ihren Erwartungen entspricht, verfolgen sie das Ziel weiter, nachdem es den empfindlichen Bereich ihrer Augen verlassen hat.

Um ihn jedoch wieder in den Fokus zu rücken, müssen sie seine Geschwindigkeit und den Ort berücksichtigen, an dem sie ihn zuletzt gesehen haben. Da die Größe der Sakkade der Geschwindigkeit der Beute entspricht, glauben wir, dass Laphrien die Geschwindigkeit verfolgen, mit der sich die Beute bewegt, während sie die Blitze ihrer Flügelschläge zählen. Sobald ein Käfer also die Konzentration verliert, weiß das Raubtier, wie weit es seinen Kopf bewegen muss, um sich wieder zu konzentrieren.

Obwohl Menschen sich ständig bewegende Objekte verfolgen, etwa beim Sporttreiben wie Baseball oder Tennis oder einfach nur beim Beobachten eines vorbeifliegenden Vogels, ist dies ein komplexer Prozess. Dabei kommt es zu einer dynamischen Interaktion zwischen Seh- und Muskelsystem.

Unabhängig von der Motivation ist das Ziel der visuellen Verfolgung eines Ziels dasselbe: den empfindlichsten Bereich der Augen, die sogenannte Fovea, auf das interessierende Objekt zu trainieren. Laphria saffrana hat diese Regel offenbar geändert, um mehr über das Ziel zu erfahren. Ihre personalisierte Vorhersagestrategie ermöglicht es ihnen, ihre ganz spezifischen Ernährungsbedürfnisse genau zu lokalisieren und schnell zu verfolgen.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.