1 pav. Spalvą keičiantis Azijoje paplitęs vabalas Sternocera aequisignata. © Bristol Museums, Galleries and Archives

Susižavėjote Hario Poterio neregimojo apsiausto stebuklingomis galimybėmis? Gal kilo noras ką nors panašaus sukurti ir patiems? Jaunasis tyrėjas gamtoje tikrai gali rasti idėjų, kaip slapstytis. Pavyzdžiui, ar domėjotės, kokie vabzdžiai gyvena jūsų kieme ar pievoje netoli namų? Jų paieška gali būti smagus užsiėmimas. Kokios spalvos vabzdžių daugiausia? Atsakyti į šį klausimą sunkiau, nei manote, nes kai kurių gyvūnų spalvą sudėtinga įvardyti – vienu kampu pažiūrėjus atrodo viena, o kitu – kita. O kaip jiems tai pavyksta ir kodėl jie tai daro? Rasti atsakymus į šiuos klausimus dar sunkiau, bet ir ieškoti jų įdomiau. Gyvūnai, kuriems būdingas spalvų žaismas, traukia ir mokslininkų dėmesį. Pavyzdžiui, Bristolio universiteto (Didžioji Britanija) mokslininkai nustatė, kad vabalams Sternocera aequisignata spalvų žaismas padeda likti nepastebėtiems ir taip apsisaugoti nuo paukščių. O jei šie vabalai slepiasi ant blizgių augalų lapų, tikimybė, kad bus sulesti, yra dar mažesnė (Kjernsmo ir kt. 2020a).

Šio Azijoje paplitusio vabalo Sternocera aequisignata sparnai dėl ryškių įspūdingų spalvų naudojami juvelyrikoje. Kjernsmo ir kt. (2020a), susidomėję šių vabalų savybe keisti spalvą, aiškinosi, kuo tai jiems gali būti naudinga. Yra žinoma, kad gyvūnai spalvų žaismu naudojasi kaip įrankiu, padedančiu sužavėti antrąją pusę, taip pat tokiu būdu jie apsisaugo nuo plėšrūnų (pvz., spalvų žaismas gali veikti kaip signalas, perspėjantis plėšrūnus, kad šie laikytųsi atokiau, keisdami spalvą gyvūnai gali maskuotis). Nustatyta, kad gyvūnų spalva ir jų termoreguliacija taip pat susietos (Seago ir kt. 2009). Sparnų spalvų žaismas būdingas tiek Sternocera aequisignata patinams, tiek patelėms, todėl mažai tikėtina, kad ši jų savybė skirta vieni kitus žavėti. Gal šie vabalai taip atbaido jais mintančius paukščius? O gal keisdami spalvą jie maskuojasi? Yra žinoma daugybė gyvūnų maskavimosi būdų, pvz., gyvūnai renkasi tokią aplinką, kurioje juos sunku pastebėti, keičia ją arba savo išvaizdą. Tinkama kūno padėtis taip pat padeda gerai užsimaskuoti (Stevens ir Ruxton 2019).

Bristolio universiteto mokslininkai tyrė, ar vabalų Sternocera aequisignata sparnų spalvų žaismas padeda jiems išgyventi (2 pav., Kjernsmo ir kt. 2020a). Tam buvo atlikti du tyrimai miške: pirmojo tyrimo metu ieškota atsakymo į klausimą, ar šiems vabalams spalvų žaismas padeda išvengti akistatos su paukščiais, o antrojo tyrimo metu įvertinta, ar žmonės miške juos pastebi.

2 pav. Sternocera aequisignata sparnų nuotrauka, iliustruojanti, kaip kinta jų spalva fotografuojant vis kitu kampu. © Karin Kjernsmo

Vabalų imitacija

Tyrimų metu mokslininkai miške į įvairių augalų lapus prismaigstė tikrų ir dirbtinių vabalų sparnų. Taip jie imitavo vabalus. Iš viso buvo šešios sparnų grupės: viena iš jų – spalvą keičiantys vabalų Sternocera aequisignata sparnai (juos įsigijo iš parduotuvės), o kitos penkios grupės buvo kontrolinės (3 pav.). Vieną kontrolinę grupę sudarė sparnai, kurie nuo tikrų Sternocera aequisignata sparnų skyrėsi tik tuo, kad nekeitė spalvos. Jiems sukurti naudotos Sternocera aequisignata sparnų nuotraukos, išspausdintos ant blizgaus popieriaus. Kitų keturių kontrolinių grupių sparnai buvo Sternocera aequisignata būdingų spalvų: juodi, violetiniai, mėlyni ir žali. Visų šešių grupių sparnai buvo vienodos formos ir dydžio. Kontroliniai buvo pagaminti iš epoksidinės dervos, po to nudažyti nagų laku. Kad sparnai nesiskirtų kvapu, blizgesiu, paviršiaus tekstūra, visi jie buvo padengti bespalviu nagų laku.

3 pav. Vabalus imituojantys sparnai ant augalų lapų: A – Sternocera aequisignata spalvą keičiantys sparnai ant ligustro Ligustrum spp. lapo, B – sparnų spalva kaip A, tik be spalvų kaitos ant gervuogės Rubus fruticosis lapo, C – žali sparnai ant buko Fagus sylvatica lapo, D – juodi sparnai ant bugienio Ilex aquifolium lapo, E – violetiniai sparnai ant gebenės Hedera helix lapo, F – mėlyni sparnai ant gervuogės Rubus fruticosis lapo. A sparnų grupė imituoja vabalus Sternocera aequisignata, o B–F grupių sparnai kontroliniai (Kjernsmo ir kt. 2020a).

Ar paukščiai pastabūs?

Eksperimentams su paukščiais vien vabalus imituojančių sparnų neužteko. Mokslininkai imitavo vabalus „nulipdydami“ juos iš valgomos (per naktį šaldyto ir tada atitirpinto didžiojo milčiaus (Tenebrio molitor) ir nevalgomos (sparnų) dalių. Didysis milčius buvo paslėptas po sparnais taip, kad jo nesimatė – paukščiams matyti buvo tik sparnai, kurie ir patraukdavo jų dėmesį. Kjernsmo ir kt. (2020a) birželio–rugpjūčio mėnesiais miške į įvairių augalų lapus (gebenės Hedera helix, gervuogės Rubus fruticosus, bukmedžio Fagus sylvatica, bugienio Ilex aquifolium, lazdyno Corylus avellana ir kt.) prismaigstė (ne aukščiau kaip metras nuo žemės) 900 vabalų modelių (šešios grupės po 150 vabalų). Vabalai buvo palikti įvairiose miško vietose (iš viso dešimt plotų, kiekviename jų po 90 vabalų). Po 2, 24 ir 48 valandų buvo tikrinama, ar vabalų modeliai vis dar yra ant lapų. Paukščiai sulesdavo visą arba didžiąją dalį didžiojo milčiaus. Pagal tai buvo galima spręsti, ar „nulipdytą“ vabalą prarijo paukščiai, ar jį užpuolė kiti gyviai, pvz., vorai, kurie išsiurbia sultis ir palieka tuščią egzoskeletą. Šiuo tyrimu buvo siekiama nustatyti, ar vabalams spalvų žaismas padeda išgyventi. Tačiau jis neatskleidė, kaip padeda. Pasak tyrimo autorių, jei kurios nors grupės vabalų ant lapų išlieka daugiau nei kitų, tai galima paaiškinti arba geru jų maskavimusi (angl. Camouflage; paukščiai jų nesurado), arba tuo, kad jie perspėja paukščius laikytis nuo jų atokiau (angl. Aposematism; paukščiai juos surado, bet nesulesė).

Žmonės apsimetė paukščiais

Paukščiai, deja, negali pasakyti, kuriuos vabalus jiems lengviau pamatyti. Tačiau jei žmonės įsijaustų į paukščių vaidmenį, apie paukščių ir jų grobio Sternocera aequisignata santykius būtų galima sužinoti šiek tiek daugiau. Juk jie gali įvardyti, kaip sunku buvo pastebėti vienos ar kitos spalvos vabalą. Todėl kitą tyrimą mokslininkai atliko su žmonėmis. Kaip ir su paukščiais, eksperimentai vyko miške: 174 vabalų modeliai (šešios grupės po 29 vabalus) buvo susmaigstyti į įvairių augalų lapus (ne aukščiau kaip metras nuo žemės). Šių vabalų ieškojo 36 žmonės (17 vyrų ir 19 moterų), kurių regėjimas normalus arba koreguotas iki normalaus. Kiekvienas jų turėjo po tolimatį, kuriuo nustatydavo atstumą iki pamatyto vabalo. Visi vabalai buvo palikti matomose vietose, mažiau nei 2 m atstumu nuo takelio, kuriuo ėjo eksperimento dalyviai. Buvo nustatoma, kokiu atstumu jie aptinka vabalus.

Norint nustatyti, kokią funkciją atlieka spalvų žaismas, tai pat svarbu įvertinti aplinkos įtaką, pvz., apšvietimą, fono optines savybes (Seago ir kt. 2009). Kjernsmo ir kt. (2020a) iškėlė hipotezę, kad ant blizgaus paviršiaus Sternocera aequisignata pastebėti sunkiau. Norėdami ją patikrinti, mokslininkai blizgomačiu matavo lapų, į kuriuos buvo prismaigstyta vabalų modelių, blizgesį. Kiekvieno lapo blizgesys matuotas penkis kartus, tada apskaičiuotas vidurkis.

Slepiasi ar gąsdina?

Tyrimo grupė svarstė, jei spalvų žaismas Sternocera aequisignata padeda išgyventi, jų paukščiai sules mažiau, nei tokių pačių spalvų vabalų, kurių spalva nekinta. Jei spalvą keisdami vabalai maskuojasi, juos žmonės mažiau pastebės nei kitus. O jei šie vabalai atbaido plėšrūnus, žmonėms juos pastebėti nebus sunku.

Paukščiai užpuolė didžiąją dalį (73 proc.) visų vabalų modelių. Vabalų su juodais ir spalvą keičiančiais sparnais ant augalų lapų išliko daugiau nei kitų (4 pav.). Ir žmonės juos pastebėdavo sunkiau nei kitus vabalų modelius (5 pav.). Iš tyrimų rezultatų matyti, kad vabalams pranašumą suteikia ne pačios spalvos ar jų įvairovė, o jų žaismas.

4 pav. Vabalų santykinis mirtingumas. Vabalų, kurių spalva kinta, ir juodų vabalų išliko daug daugiau, palyginti su kitais vabalais. Raudonas punktyras rodo vabalų, kurių sparnų spalva kinta, vidutinį santykinį mirtingumą. Vabalų modeliai: 1 – sparnų spalva kinta, 2 – sparnų spalvos kaip 1, bet jos nekinta, 3 – žali sparnai, 4 – violetiniai sparnai, 5 – mėlyni sparnai, 6 – juodi sparnai (parengta pagal Kjernsmo ir kt. 2020a).

5 pav. Tikimybė, kad vabalai bus pastebėti, apskaičiuota remiantis tyrimo, kuriame dalyvavo žmonės, duomenimis. Sunkiausia žmonėms buvo pastebėti vabalus, kurių sparnų spalva kinta, taip pat su juodais sparnais. Vabalų modeliai: 1 – sparnų spalva kinta, 2 – sparnų spalvos kaip 1, bet jos nekinta, 3 – žali sparnai, 4 – violetiniai sparnai, 5 – mėlyni sparnai, 6 – juodi sparnai (parengta pagal Kjernsmo ir kt. 2020a).

Ant blizgių lapų sunkiausia buvo pastebėti spalvą keičiančius vabalus (6 pav.). Kuo lapai buvo blizgesni, tuo sunkiau žmonės ant jų aptikdavo vabalų modelius ir tuo arčiau turėdavo prieiti, kad juos pamatytų (7 pav.).

6 pav. Vabalas Sternocera aequisignata ant bugienio lapo. Ar suradote? © Karin Kjernsmo

7 pav. Vabalų aptikimo ant lapų (A) ir atstumo, kuriuo vabalas aptinkamas (B), priklausomybė nuo lapų blizgesio. Spalvą keičiančių vabalų (1) aptikimui lapų blizgesys turi daugiau įtakos, palyginti su kontrolinėmis (2–6) grupėmis. Vabalų modeliai: 1 – sparnų spalva kinta, 2 – sparnų spalvos kaip 1, bet jos nekinta, 3 – žali sparnai, 4 – violetiniai sparnai, 5 – mėlyni sparnai, 6 – juodi sparnai (parengta pagal Kjernsmo ir kt. 2020a).

Kjernsmo ir kt. (2020a) tyrimai parodė, kad spalvų žaismas padeda vabalams Sternocera aequisignata apsisaugoti nuo plėšrūnų: palyginti su kitų spalvų vabalais, jie turi daugiau šansų išgyventi, ypač ant blizgių lapų. Tyrėjai pabrėžė, kad iš tyrimo, kuriame dalyvavo žmonės, rezultatų matyti, jog spalvų žaismas padidina galimybę likti nepastebėtiems. Tai įrodo, kad taip šie vabalai maskuojasi. Tyrimo rezultatai atskleidė ir kitą įdomų reiškinį – juodus vabalus taip pat sunku aptikti. Ir tik ant blizgių lapų spalvą keičiantys vabalai turi daugiau šansų išgyventi, nei juodi. Gal todėl tiek daug yra juodų vabzdžių?

Vaizdo medžiaga apie Kjernsmo ir kt. (2020a, b) tyrimus https://www.youtube.com/watch?v=22A3D00DyWc

Literatūra

Kjernsmo K., Whitney H. M., Scott‑Samuel N. E. et al. 2020a, Iridescence as Camouflage. Current Biology, 30, 551–555,DOI:10.1016/j.cub.2019.12.013

Kjernsmo K., Whitney H. M., Scott‑Samuel N. E. et al. 2020b, Iridescence as Camouflage. Supplementary information, https://www.cell.com/cms/10.1016/j.cub.2019.12.013/attachment/a859de42-4e22-4c36-9681-07a0cfabb4af/mmc1.pdf

Seago A. E., Brady P., Vigneron J. P., Schultz D. T. 2009, Gold bugs and beyond: a review of iridescence and structural colour mechanisms in beetles (Coleoptera). Journal of The Royal Society Interface, 6, S165–S184, DOI:10.1098/rsif.2008.0354.focus

Stevens M., Ruxton G. D. 2019, The key role of behaviour in animal camouflage. Biological Reviews, 94, 116–134, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/brv.12438