Illusion wie bei BarbershopsSchmetterlingen tricksen mit Mustern ihre Feinde aus
Schmetterlinge sind hübsch anzusehen, sind aber völlig wehrlos gegen Fressfeinde. Warum machen sie also mit kontrastreicher, bunter Färbung sogar noch extra auf sich aufmerksam? Forschende liefern nun eine Antwort. Der Effekt könnte auch bei Zebras, Schlangen und Fischen wirken.
Viele Muster auf Schmetterlingsflügeln erzeugen optische Illusionen, die den Tieren helfen, Fressfeinden zu entkommen. So können kontrastreiche Streifen vortäuschen, der Schmetterling befinde sich an einem etwas anderen Ort als er sich tatsächlich aufhält, so dass ihn ein Vogel beim Zuschnappen verpasst, wie ein Forschungsteam im Fachjournal „Nature“ berichtet. Dabei entfalteten die Muster erst zusammen mit der Bewegung des Insekts ihre Wirkung, erklärt die Gruppe um Jolyon Troscianko und George Hancock von der University of Exeter in Penryn.
„Es mag seltsam erscheinen, dass sich ein Schmetterling so entwickelt hat, dass er stark auffällt – insbesondere, da nur sehr wenige europäische Arten giftig oder ungenießbar sind“, so Hancock. Doch die Streifen und Flecken könnten eine Illusion erzeugen, die die Forschenden mit einer sogenannten Barber Pole (Barbierstange) – traditionelles Erkennungszeichen vor Barbershops – vergleichen. Bei dieser sich drehenden Rolle wirkt es so, als würden die aufgedruckten schrägen Streifen noch oben wandern. Zusammen mit den unvorhersagbaren Flugbahnen ergebe sich eine irreführende Bewegungstäuschung. „Dies führt dazu, dass ein Fressfeind entweder völlig danebengreift oder eine weniger empfindliche Stelle des Flügels trifft, etwa den Hinterflügel oder den Schwanzfortsatz“, erläutert Troscianko.
Die Forschenden nutzten verschiedene Methoden, um den Effekt zu erforschen und nachzuweisen. Sie machten Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit 1000 Bildern pro Sekunde von fliegenden Schmetterlingen. Sie schufen Computermodelle, um die Flüge zu simulieren und führten Simulationen mit 397 europäischen Schmetterlingsarten durch.
„Als ich das erste Zeitlupenvideo eines Schmetterlings durch unser Computermodell zur Vogelaugen-Simulation laufen ließ, schien das Bild eine Abwärtsbewegung zu signalisieren, obwohl sich der Schmetterling nach oben bewegte“, so Troscianko. Erst habe er an einen Programmierfehler gedacht, doch dann sei ihm klar geworden, dass es sich um eine irreführende Illusion handelte.
Bewegung der Schmetterlinge täuscht auch Menschen
Hancock zufolge stören die Streifen und Flecken auf den Flügeln vieler Schmetterlinge die Art und Weise, wie visuelle Systeme versuchen, Richtung und Geschwindigkeit sich bewegender Objekte zu erfassen. Die Markierungen verstärken falsche Bewegungssignale und verschleiern gleichzeitig die tatsächliche Flugrichtung. Dies zeigte sich auch in einem Computerspiel, bei dem 100 menschliche Probanden versuchen sollten, Schmetterlinge im Flug zu schnappen. Bei 3000 Versuchen, den Körpermittelpunkt zu treffen, erwischten sie in den meisten Fällen nicht einmal ein Stück eines Flügels.
Außerdem verwendete das Forschungsteam genetische Algorithmen, um in simulierter Evolution 57.600 einzigartige Schmetterlingsflügelmuster zu entwickeln. Das Auswahlkriterium war dabei eine maximale Bewegungstäuschung, wobei es keine Vorgabe echter Schmetterlingsflügelmuster gab. Dennoch entwickelten sich die Muster hin zu Designs, die denen in der Natur stark ähnelten: „Kontrastreiche vertikale Streifen auf den Vorderflügeln, ein einzelnes vertikales Band oder kontrastierende Muster am inneren Flügelrand verstärken die Bewegungstäuschung, während ein rein weißes Muster die Vorwärtskomponente maximiert“, schreiben die Studienautoren.
„Man vermutete schon lange, dass die auffälligen Streifen von Zebras und Schlangen die Bewegungswahrnehmung von Fressfeinden stören, doch handfeste Belege dafür waren schwer zu finden“, erklärte Troscianko. Die Studie eröffne einen neuen Ansatz zur Analyse des Bewegungssehens. Die Forscher gehen davon aus, dass das Phänomen der Verwirrung durch Bewegung in der Natur weit verbreitet ist – von den Flügelschlägen der Vögel bis hin zu den zuckenden Schwänzen von Eidechsen und Fischen. „Dies eröffnet ein spannendes neues Forschungsfeld“, meint Troscianko.
