Попробуйте прихлопнуть муху, и вскоре вы убедитесь, что она быстрее вас. Намного быстрее. Но каким же образом эти крохотные существа с их мельчайшим мозгом так легко нас обманывают?
Вы, вероятно, размышляли об этом, после того, как бегали за мухой по всему дому, размахивая тапком, и раз за разом неудачно им хлопая. Как она так быстро двигается? Она что, читает мои мысли?
Этот вопрос был освещён в последнем эпизоде нашей передачи BBC World Service CrowdScience, где рассказывалось о суперспособностях маленьких животных. Суть ответа состоит в том, что по сравнению с нами, мухи воспринимают наш мир в замедленном виде.
Для иллюстрации обратите внимание на часы с секундной стрелкой. Человек видит перемещения стрелки с определённой скоростью. Для черепахи эта скорость в два раза больше. Для большей части видов мух каждое тиканье часов длится примерно в четыре раза дольше. Воспринимаемая скорость времени у разных видов разная.
Это происходит оттого, что животные воспринимают окружающий их мир в виде непрерывного видео. На самом деле они строят эту картинку на основе изображений, поступающих из глаз в мозг в виде отдельных вспышек, определённое количество раз в секунду. У человека происходит примерно 60 таких вспышек в секунду, у черепах – 15, у мух – 250.
Всё относительно
Скорость, с которой эти изображения обрабатываются мозгом, называется "скоростью слияния мельканий". Обычно, чем меньше вид, тем больше у него скорость слияния – и тут мухи нас сильно опережают.
Профессор Роджер Харди из Кембриджского университета изучает работу глаз мухи, и у него есть эксперимент для определения скорости слияния мельканий.
«Скорость слияния мельканий – это просто мера того, как быстро нужно отключать и включать обратно свет, чтобы он казался непрерывным», – говорит профессор Харди.
Роджер вставляет крохотные стеклянные электроды в живые светочувствительные клетки глаз – фоторецепторы – а затем использует светодиоды, мигающие со всё увеличивающейся скоростью. Каждая вспышка светодиода вызывает небольшой электрический ток в фоторецепторах, и его можно увидеть на экране компьютера. Тесты показывают, что наиболее быстрые мухи реагировали на мигание, происходящее до 400 раз в секунду – это больше, чем в шесть раз превышает нашу скорость.
Самое быстро зрение из всех было обнаружено у мух, которых буквально называют «мухи-убийцы» [судя по всему, имеется в виду вид Coenosia attenuata, т.н. муха-охотник, происходящая с юга Европы / прим. перев.]. Это небольшие хищные мухи, живущие в Европе, ловящие других мух в воздухе, и обладающие сверхбыстрой реакцией. В мушиной лаборатории Кембриджского университета доктор Палома Гонзалес-Беллидо демонстрирует охоту мух-убийц, выпуская в специальный бокс для съёмки жертв в виде плодовых мушек.
Палома записывает их поведение на скорости в 1000 кадров в секунду при помощи специальной камеры. Соединённый с нею компьютер записывает видео, которое перезаписывается каждые 12 секунд. Во время движения мухи Палома нажимает кнопку, если хочет, чтобы последние 12 секунд видео записались надолго.
«Наше время реакции настолько плохое, что если бы мы захотели остановить видео, думая, что что-то происходит, оно бы уже произошло», – говорит Гонзалес-Беллидо. Мы даже не успеваем нажать кнопку до того, как всё произойдёт – настолько это быстро.
Муха против мухи
Попав в бокс с жертвами, муха-убийца сначала сидела неподвижно, но как только плодовая мушка пролетела в 7 см от неё, сделала резкое движение, и внезапно муха-убийца оказалась на дне коробки, пережёвывая дрожащую мушку.
Только при просмотре замедленного видео на компьютере стало понятно, что произошло: муха-убийца взлетела, облетела плодовую мушку вокруг три раза, постоянно пытаясь схватить, а затем ей всё же удалось схватить её за передние лапки.
И вся эта история заняла всего одну секунду. Глаза воспринимают это как мелькание, поэтому хлопающая рука человека для мухи должна двигаться с черепашьей скоростью.
Чтобы муха-убийца могла двигаться так быстро, опережая даже других мух, светочувствительные клетки в её глазах содержат гораздо больше митохондрий («батареек» биологических клеток"), чем у других мух.
Это батареи, питающие клетку, поэтому быстрое зрение должно отнимать больше энергии, чем медленное. Это объясняет, почему глаза просто не установлены в режим самого быстрой работы из возможных.
Плотоядная диета мух-убийц даёт им много энергии, необходимой для питания высокоэнергетических клеток. Но даже если бы в клетках наших глаз было столько же митохондрий, у нас не было бы такого скоростного зрения, поскольку светочувствительные клетки мух устроены совсем по-другому, не как у позвоночных.
Причиной структурных различий в строении глаз является эволюция. У членистоногих и позвоночных, групп для мух и людей соответственно, эволюция глаз шла раздельно последние 700-750 млн лет.
Теория струн
Глаза мух эволюционировали, чтобы воспринимать свет через набор крохотных струноподобных структур, расположенных горизонтально по пути следования света в глазу. Эти структуры механически реагируют на свет, в то время как у позвоночных есть вытянутые клетки, похожие на трубочки, направленные в сторону света, в которых на свет реагируют химические соединения.
Роджер в своей лаборатории изучает структуру глаза мухи. «Он более чувствительный, в том смысле, что способен выдавать большой сигнал для самого малого количества света, а также он может реагировать быстрее, чем палочки и колбочки в глазу позвоночных», – поясняет он.
Этой повышенной чувствительности есть несколько причин, но именно Харди обнаружил, что они реагируют на свет механически, а не химически, как колбочки и палочки.
Механическое реагирование позволяет быстрее создавать нервные сигналы. Кроме того, существует ограничение скорости, с которой нервные импульсы могут идти – и короткое расстояние между глазом и мозгом мухи ускоряет процесс по сравнению с крупными позвоночными.
У некоторых позвоночных зрение быстрее нашего. Судя по всему, умение летать коррелирует со скоростью зрения, как и малый размер. Возможно, это связано с тем, что небольшие летающие животные должны уметь быстро реагировать в полёте, чтобы избегать приближающихся препятствий.
Замедленные хлопки
Самое быстрое зрение обнаружено у видов, ловящих мух в воздухе.
Исследуя зрение мухоловки-пеструшки, небольшой птички отряда воробьинообразных, ловящей мух на лету, учёные из Университета в Упсала в Швеции обнаружили, что она способна различать мигание света со скоростью 146 раз в секунду.
Птиц дрессировали так, чтобы они связывали мигающий свет с угощением, и они успешно отличали мигающий свет до скоростей 146 раз/с. Это примерно в два раза быстрее, чем могут видеть люди, но не так быстро, как у средней мухи. А это значит, что птицы, как и мухи, воспринимают каждое тиканье часов медленнее людей.
На мухоловок давит эволюция, заставляя воспринимать ход времени так медленно, как это возможно, чтобы опередить их быструю добычу. В ходе эволюции птицы, воспринимающие время медленнее, могут быстрее реагировать на добычу, едят больше, выращивают больше птенцов и передают скоростное зрение будущим поколениям.
Мухи, которых ловят птицы с быстрым зрениям, тоже будут вырабатывать ускоряющуюся реакцию, чтобы избежать поимки. Эта эволюционная гонка вооружений идёт больше, чем существуют сами птицы. Мухи, бывшие добычей, вырабатывали быстрое зрение, чтобы избежать поимки хищных мух с тех пор, как они научились летать.
В следующий раз, когда вы безуспешно попытаетесь прихлопнуть муху, не расстраивайтесь. Ваше неуклюжее и медленное движение встретилось с миллионами лет естественного отбора, который позволил мухам воспринимать ваши попытки в замедленном виде. В общем, для вас и для мухи время, судя по всему, идёт относительно.
Комментарии (144)
Anarions
02.10.2017 14:38+21Статье не хватает slow-mo охоты на мух
alexstz
04.10.2017 23:19+2Xop
02.10.2017 15:15+6На самом деле муху прихлопнуть относительно просто — для этого нужно подкрадываться и бить не сзади, а спереди. Прикол в том, что у мухи действительно и хороший обзор (поэтому угрозу сзади она видит почти так же хорошо, как спереди), и отличная реакция, но вот быстро взлетать она может только вперед, а маневр для изменения направления полета требует дополнительного времени, поэтому когда мухобойка приближается спереди, то муха хотя и успевает взлететь, но вот выйти из зоны поражения — уже нет
DrZlodberg
03.10.2017 12:39Реакция у ней так себе, надо просто бить быстрее. От мухобойки мухи обычно не уворачиваются ;)
wormball
02.10.2017 15:24+4> Попробуйте прихлопнуть муху, и вскоре вы убедитесь, что она быстрее вас. Намного быстрее. Но каким же образом эти крохотные существа с их мельчайшим мозгом так легко нас обманывают?
Во-первых, только при комнатной температуре и выше. Во-вторых, быстрее она ровно потому, что меньше — банально сигналу надо пройти меньшее расстояние. В-третьих, здесь ещё хорошо бы было упомянуть, что и у мухи, и у человека сигнал распространяется по нервам со скоростью около 100 м/с — то бишь даже меньше скорости звука в воздухе. То бишь мы все — знатные слоупоки по сравнению с хорошим роботом.
> Эти структуры механически реагируют на свет, в то время как у позвоночных есть вытянутые клетки, похожие на трубочки, направленные в сторону света, в которых на свет реагируют химические соединения.
А нас-то на биофаке учили, что не только у всех животных, но и у всех остальных реагирование на свет происходит исключительно за счёт химических процессов. Есть даже такой белок — бактериородопсин. И он неспроста так называется. Ежели бы открыли чисто механическую регистрацию света (это вообще как? DLP наоборот?) — это бы была однозначно нобелевка. Хотя полностью этого исключать нельзя, но уж по крайней мере можно было бы остановиться на этом революционном факте поподробнее, а не упоминать его вскользь. Подумаешь, у нас тут термоядерный реактор в углу стоит, но давайте мы лучше вам наши кактусы покажем. Хотя что-то мне подсказывает, что это снова учёный изнасиловал журналиста.
> Он более чувствительный, в том смысле, что способен выдавать большой сигнал для самого малого количества света
Вот регулярно встречаю подобные утверждения, только вот ни разу не встречал никаких аргументов в их пользу. Из того, что я знаю об оптике, следует, что глаз насекомого — крайне неоптимальная конструкция. И что муха с глазом, аналогичным человеческому, видела бы раз в 10 лучше. А то и в 100. Есть здесь специалисты по оптике, каковые бы могли привести аргументы в одну или другую сторону?sim2q
03.10.2017 00:14индийские мухи с виду такие же как наши (и как на картинке), медлеенее, что позволяло их ловить практически с первого раза в отличии от наших за которыми надо еще побегать
ps нет не ем, выпускаю:)
Smbdy_kiev
03.10.2017 10:48+1Ну, свет, рассеиваясь, тратит энергию на разогрев (механические движения частиц), либо на электрическую энергию (ионизация-рекомбинация, плазмоны и т.п.). Может имелось в виду именно эта разница?
Ну и за каламбур отдельное спасибо:
И что муха с глазом, аналогичным человеческому, видела бы раз в 10 лучше.
Просто представил муху с человеческими глазами. Не пытайтесь повторить в домашних условиях.wormball
04.10.2017 00:14+1> Ну, свет, рассеиваясь, тратит энергию на разогрев (механические движения частиц), либо на электрическую энергию
Ну кагбе мы все состоим из движущихся заряженных частиц, так что любой процесс в нашем теле является и механическим, и электрическим. С другой стороны, исторически сложилось разделение на химические процессы (когда атомы образуют/рвут связи с соседями), электрические (когда возникает потенциал/ток в достаточно большом объёме) и механические (когда достаточно большой кусок вещества движется как целое). Так вот, нервное возбуждение связано с движением зарядов, а обеспечивают это движение молекулы, то бишь это электрохимический процесс. Восприятие света — точно так же либо чистая химия, либо электрохимия. У всех, включая растения и бактерий. А в статье говорится, что муха воспринимает свет механически! Вот где нобелевкой-то попахивает. Вы можете представить чисто механический фотоаппарат? Наверное, ежели постараться, то можно изобрести, но это будет скорее произведение концептуального искусства, нежели инструмент. С тепловым движением чуть поправдоподобнее, но опять же картинка с такого глаза была бы крайне размытой, медленной и печальной. Все уже здесь небось по десять раз видели картинки в статьях даджета про тепловизоры.
> Просто представил муху с человеческими глазами. Не пытайтесь повторить в домашних условиях.
Ну вы как будто пчелу Майю в детстве не смотрели.
Llevellyn
03.10.2017 16:06у мухи в глазу, грубо говоря, всего несколько тысяч пикселей
wormball
04.10.2017 00:23+1И на каждый пиксель своя отдельная линза! Тогда как известная в народе формула для дифракционного кружка говорит нам, что угловое разрешение прямо пропорционально диаметру линзы. Вот и приходится мухе растить глаза в полголовы, чтобы хоть что-то увидеть. А ежели бы на все пиксели была бы одна линза — даже ежели бы она была в 10 раз больше диаметром, то глаз бы всё равно занимал меньше места, а разрешение было бы в 10 раз больше (или в 100 раз больше пикселей можно было бы разрешить). Ну или можно было бы иметь глаз в 10 раз меньше с тем же разрешением. Как, кстати, и делают пауки. Правда, у них поле зрения не такое большое.
OlegProton
У меня получается (не всегда) хлопать мух рукой, медленно подношу руку сантиметров на 15-20 и резко прихлопываю, видимо медленное движение муха идентифицирует как очень медленное и не видит угрозы, а потом уже поздно и фатально для неё...
Einherjar
Нужно просто хлопнуть в ладоши над мухой. Реакции чтобы взлететь у нее хватает, а вот мозгов чтобы сообразить куда она взлетает уже нет.
AleCC
Руки потом мыть? Нет уж!
ploop
Резинка для денег, разорванная. Бьёт наповал.
MTyrz
«Венгерка» же!
Tarson
Размазывает по всей стене…
ploop
Да, это как из пушки по воробьям. Убойная сила такая, что лицо забрызгает, был опыт.
MTyrz
Мы точно об одном и том же говорим?
Круглая или квадратная резинка произвольной длины в пару миллиметров диаметром?
Прекрасно работала. И по мухам, и по солдатикам (не клопам, а игрушечным). Правда, в те времена была страшнейшим дефицитом, но это уже к делу не очень относится. Заменялась по принципу «есть серпантин и наждачная» бельевой резинкой модели «от трусов»… Эх, ностальгия.
ploop
Ну да, она. Рогатки из неё делали, шпонками проволочными стреляли. Бутылки била только так.
Ну вот если эту резинку хорошенько оттянуть по мухе — может останками этой мухи и в лицо прилететь. Если без фанатизма, то норм. Просто резинки жля денег всегда под рукой.
mad_god
А ещё я веган
Color
Ну не мойте, дело ваше
askv
Да, можно и одной рукой — резким движением над мухой (в детстве ещё с друзьями наловчились). Статья — туфта :)
kgbplus
Это научно доказанный факт насколько я знаю. Муха всегда сначала подпрыгивает и всегда в одну сторону. Поэтому нужно просто пытаться поймать ее чуть выше того места, где она сидит.
Akon32
Видел пилотов квадракоптеров, которые летают точно также.
seri0shka
Пилоты летают? )
runapa
Я обычно завожу руку на встречу, и когда она подпрыгивает, просто ловлю её. А потом с размаху об пол!
sim2q
а я выпускаю, пусть там дальше сама разбирается
kgbplus
Все гораздо проще. В случае опасности муха просто подпрыгивает примерно на 6 см и только потом пытается улететь. Прыгает она всегда одинаково, примерно в сторону перпендикуляра от поверхности.
geisha
Именно за такие комментарии люблю читать гиктаймз. В следующий раз обязательно попробую.
justaguest
Я так обычно комаров хлопаю. Но муху так противно, я по-другому делаю — сжимаю палец для щелчка, очень медленно подвожу вдоль стены к мухе, и щелчком бью. Это ее не убивает — она просто ударяется о потолок, и жужжа спускается. Однако она оглушена, какое-то время ее можно даже руками поднять.
Но зависит и от вида мух — есть особо шустрые, что просто не дают подвести палец на такое расстояние.
AVX
Вот он, тот коммент, который я хотел написать!
Только уточню — надо хлопать с чуть вогнутыми ладонями, чтобы просто оглушить муху давлением, а не расплющить её (не всегда получается, можно краем ладони таки прихлопнуть).
Если оглушить, муха остаётся цела, но уже не летает, а дальше кто как хочет — можно выбросить в окно,
утопить, оторвать крылья или привязать на верёвочку.hdfan2
Классика же:
ioannes
Вот интересно, кто-нибудь, когда-нибудь пробовал такое сделать?
Я эту картинку видел много раз, а вот пруфов — никогда.
Wizard_of_light
Скорее всего не взлетит. Точно знаю, что два слепня, связанные ниткой, летают плохо и недалеко, а уж чтобы четыре мухи тягу синхронизировали — да ни в жизнь.
ploop
Зря мухи все помёрзли, а то прям захотелось попробовать :)
Mnemone
очевидно мозг и инициатива важнее реакции и скорости восприятия))
SantaCluster
поэтому человек смог «победить» многих более крупных и быстрых своих врагов (хотя, например, с диким медведем без оружия и умения с ним обращаться встретиться не пожелаю) :)
ploop
Там и оружие не всегда по может. По крайней мере, в дополнению к оружию надо иметь стальные яйца, т.к. убивать надо с первого выстрела (а значит подпустить как можно ближе), иначе раненого медведя не остановить.
p_fox
Взлетающую муху можно даже поймать рукой.
Igor_O
Кстати, интересное наблюдение…
Мухи довольно быстро и заметно эволюционируют. Например, московские мухи почти перестали долбиться в стекло рядом с открытым окном. Буквально изменился алгоритм — встретив прозрачное непреодолимое препятствие муха отлетает в сторону, меняет направление и пробует еще раз. В результате — быстро находит открытую створку при наличии. И, замечал, что при отсутствии открытой створки — некоторые мухи после нескольких попыток просто перестают пытаться вылететь в окно и идут искать еду.
Еще момент, если раньше удавалось поднести руку к сидящей мухе на 10-15 см и ее поймать, то сейчас уже где-то на 20 см муха настораживается, а если продолжить подносить руку, даже очень медленно — взлетает. Причем, если раньше муха почти всегда взлетала вверх и вперед, то сейчас — в достаточно случайном направлении.
DrZlodberg
Фигня это всё. На самом деле муху элементарно прибить рукой, но ещё проще поймать. Например когда она нагло шляется по столу между посудой — её приплющить невозможно. Посуда мешает. Зато можно согнать, а в полёте уже поймать. Кстати комаров тоже предпочитаю ловить на подлёте, т.к. в воздухе они гораздо заметнее. Тут только постоянная проблема — потом её ещё и раздавить не выпустив. Но, со временем, научился.
AVX
А как ловить или пришлёпнуть комара, чтобы не расплющить? Ведь он, гад, уже нажрался крови и весь такой мягкий и нежный, чуть нажал — вся стена и руки в кровищи. С мухами попроще в этом плане.
Кстати, прячутся они весьма умело, чуть опасность — сядут в неприметное место, и ждут, когда заснёшь. Приходится лежать и ждать минут 10, пока он прилетит и сядет на ухо или на руку, тогда и прихлопнуть его.
DrZlodberg
А зачем вам сытый комар? Я предпочитаю ловить до того, как он, гад, нажрётся. ПВО реагирует на звук :) Ну и в чём проблема руки помыть? Тем более, что после мух это делать обязательно.
Комары, кстати, очень любят сидеть на потолке почему-то. С белыми потолками их отлично видно.
AVX
Если бы знать, что он уже дома. Но обычно — тишина, никого не видно, ложишься спать, уже вроде заснул — и тут раз, а он уже укусил. Потолок натяжной, и туда они как-то неохотно садятся, больше прячутся в занавески или даже в шкаф куда-нибудь залетают, а потом вылетают.
DrZlodberg
Тут уже сложнее. Но в топике шла речь о том, как его поймать, а не как его найти :)
Укусил — ладно. Сразу же получил, пока не успел нажраться. Раздражает, когда эта зараза пол-часа летает, ищет себе аэродром. Проще встать, и при свете прибить, чем ждать.
ploop
Его уничтожить надо первым делом. Ибо 1 сытый комар = сотни новых, а один голодный — не факт, может просто помереть со временем.
DrZlodberg
С этой точки зрения, один голодный — потенциально один сытый. Кормить его неохота собой, да и раздражает он больше. Предпочитаю превентивно атаковать. А сытому ещё надо добраться живым до подходящего места. Которое ещё найти надо. А его толстую тушку для комароядных издалека теперь видать. Ну и, если вернуться к теме, сытого проще и ловить и прибить.
ploop
Голодный постоянно рискует, и шанс стать сытым и живым у него ничтожен. Он либо погибнет сам, либо его убьют/съедят.
У сытого одна цель: добраться до места размножения, и шансов гораздо больше, т.е. бОльшая часть пути пройдена, можно сказать основная.
murzik_a
Был я в одном месте, так там мухи эволюционировали со скоростью зергов. Они перемещались во много раз шустрее и активнее их обычных представителей. Плюс они даже как-то боком умудрялись бегать. Потери среди мух были минимальны, пока не устранили их прекрасные условия для жизни.
maslyaev
Опыт с медленным поднесением руки к мухе наталкивает на печальную мысль о том, как мы сами оказываемся в роли мухи тогда, когда за сиюминутной суетой оказываемся неспособны заметить медленные изменения окружающей обстановки. А когда спохватываемся, бывает уже поздно, и от прихлопывающей руки уже никуда не деться :(
pasetchnik
Тоже делал такой фокус. Муху на стекле можно просто раздавить пальцем. Если не делать резких движений
Alcpp
На стекле там другой паттерн. На стекле легче всего, гораздо больший процент успешных попаданий.
Возможно муха реагирует как-то не так.
alix_ginger
Муха просто пытается улететь сквозь стекло, как мне кажется. Хоть реакция у них и отличная, но интеллект, по сравнению с человеческим, подкачал.
Sly_tom_cat
Муха взлетает почти перпендикулярно плоскости и чуть вперёд. Просто рукой ловите её примерно на высоте 5 см и она у вас в зажатой ладони. Хотите выкиньте за окно а хотите со всей дури об пол её. И уже подошвой давим. Руки мыть все равно стоит (на них снаружи может быть много не хорошего) но потрохами её руки не пачкаются. Сам таким манером мух ловлю.
Иногда, когда муха не быстро и более-менее прямолинейно летит её можно и на лету поймать. Просто на упреждение работаешь и все будет ок.
Собственно ЗРК может лететь не быстрее самолёта, но рассчитывая точку встречи ракета на встречных курсах практически не оставляет шансов самолету.