Животные, которые исчезают без магии: эта стратегия сбивает хищников сильнее любой другой

Многие животные — от неприметных гусениц до изящных оленей — буквально "растворяются" в окружающем ландшафте, чтобы остаться незамеченными. Насколько хорошо работает такая маскировка, и кто действительно заслуживает звание природного "невидимки", до недавнего времени почти никто напрямую не сравнивал. Группа бразильских ученых решила восполнить этот пробел и сопоставила эффективность разных стратегий камуфляжа у множества видов.

Зачем сравнивать маскировку у разных животных

Способность скрываться на фоне лесной подстилки, коры дерева или среди листьев для многих животных — вопрос выживания. Одни виды стараются максимально "слиться" с общим фоном, другие имитируют конкретные объекты вроде сухих листьев или веточек. Хищники, в свою очередь, учатся "читать" эти маскировочные узоры и распознавать добычу, а жертвы вынуждены в ответ улучшать свои стратегии. Так формируется постоянная эволюционная гонка между теми, кто прячется, и теми, кто ищет.

Научных работ о маскировке накопилось огромное количество: отдельные исследования посвящены хамелеонам, палочникам, ночным бабочкам, гусеницам, ящерицам и другим видам. Однако каждое из них обычно рассматривало конкретную группу животных и одну стратегию камуфляжа. Сравнить результаты между собой было непросто: использовались разные методы, условия экспериментов и модели хищников.

Бразильские учёные решили пойти другим путем и посмотреть на весь массив данных сразу. Их интересовало не только то, удается ли животному избежать обнаружения, но и насколько сильно камуфляж замедляет поиск со стороны хищника. Такой подход позволяет оценить эффективность маскировки в одних и тех же единицах — во времени поиска и скорости атаки. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Как проводился анализ маскировочных стратегий

Исследователи начали с масштабного обзора научной литературы. Они отобрали все работы с 1900 по 2022 год, в которых прямо изучалась маскировка у животных и проводились эксперименты по оценке ее эффективности. В этих статьях описывались самые разные модели: реальные хищники, люди-наблюдатели, а также компьютерные имитации поиска добычи. Важным условием было наличие количественных данных — например, времени, которое тратил хищник на поиск замаскированной жертвы.

После первичного отбора учёные сузили выборку до 84 статей. Это именно те работы, где можно было сопоставить результаты между собой: в них были четко описаны параметры экспериментов и полученные показатели. Для каждого исследования они фиксировали, какой тип маскировки рассматривался, какое животное выступало "жертвой" и кто выполнял роль хищника.

Затем все данные разделили на две большие категории. В первую вошли виды, которые маскируются под общий фон — например, окраску почвы, коры дерева или камней. Такой тип камуфляжа часто называют "слиянием с фоном" или фоновым соответствием. Во вторую категорию попали животные, имитирующие конкретные несъедобные объекты: листья, палочки, колючки, кусочки коры. Этот тип маскировки в научной литературе нередко описывается как мимикрия под объект или "маскарад".

В выборку, например, попали ночные бабочки-древоточцы, чьи крылья выглядят как фрагмент коры, и бабочки-листовидки, которые в сложенном состоянии почти не отличить от сухого листа. Анализируя данные по разным видам, исследователи стремились понять, какая из стратегий дает больший выигрыш во времени и действительно ли имитация конкретного объекта настолько эффективна, как кажется.

Что показали цифры: кто прячется лучше

Сопоставив результаты, учёные обнаружили заметную разницу между двумя типами маскировки. Животные, которые маскируются под несъедобные объекты — листья, веточки или другие элементы окружения, — в среднем оказывались "невидимее" для хищников. На таких животных хищники тратили примерно втрое больше времени, чем на поиск незамаскированной добычи того же размера.

У видов, которые просто сливаются с фоном, выигрыш по времени был меньше, но все равно ощутимым. В этом случае окраска давала примерно в полтора раза больше времени до обнаружения, чем если бы животное совсем не маскировалось. Это все равно значительное преимущество: лишние секунды или минуты позволяют добыче успеть затаиться, уйти с линии атаки или вообще избежать встречи с хищником.

В среднем по всем работам камуфляж увеличивал время поиска жертвы примерно на 62 процента. То есть хищникам приходилось дольше обследовать поверхность — будь то кора дерева, стволы, листья или почва, — прежде чем они замечали гусеницу, жука или бабочку. Кроме того, когда жертва все-таки обнаруживалась, атака происходила примерно на 27 процентов медленнее. Это означало, что хищнику требовалось больше времени, чтобы принять решение и действительно напасть.

Такой результат указывает на то, что маскировка влияет не только на вероятность быть замеченным, но и на последующие действия хищника. Даже если добыча обнаружена, её необычная форма или сходство с несъедобным объектом может заставить хищника "задуматься" на долю секунды — а этого иногда достаточно, чтобы жертва успела ускользнуть.

Размер имеет значение: почему "маскарад" встречается реже

На первый взгляд странно, что маскировка под несъедобные объекты оказывается более эффективной, но в природе все равно встречается относительно нечасто. Исследователи объясняют это в первую очередь ограничениями по размеру.

Чтобы имитация сухого листа или веточки выглядела правдоподобной, животное должно быть примерно такого же размера, как и объект, под который оно маскируется. Слишком крупная "палочка" на ветке или "лист", заметно превышающий соседние листья, сразу выдает подвох. Поэтому такой тип камуфляжа хорошо работает для небольших животных — бабочек, гусениц, палочников, мелких ящериц, но гораздо хуже подходит для крупной добычи.

Напротив, маскировка под общий фон позволяет использовать более гибкие решения. Пятнистый олень, окраска которого напоминает игру света в лесу, или заяц-беляк, меняющий цвет шерсти по сезону, не обязаны быть размером с конкретный объект. Им важно лишь соответствовать общему рисунку и окраске среды. Это делает фоновые стратегии более универсальными, хоть и чуть менее эффективными по цифрам.

Таким образом, эволюция по сути выбирает компромисс. Там, где размер животного позволяет правдоподобно изображать отдельный объект, "маскарад" дает значительное преимущество. В других случаях виды полагаются на слияние с фоном, изменение окраски по сезонам, игру теней и другие приемы, которые тоже заметно увеличивают шансы остаться незамеченными.

Ограничения исследований и пробелы в данных

Авторы работы обращают внимание и на то, какие животные изучались чаще всего. Большая часть статей, вошедших в итоговую выборку, была посвящена видам из Северного полушария. Это связано и с историей развития зоологии, и с тем, где расположены крупнейшие научные центры. В результате животные из тропиков и Южного полушария оказываются в положении "малоизученных", хотя именно там обитает огромное количество видов с удивительной окраской.

Ещё один перекос связан с тем, что в основном изучали именно жертв — насекомых, мелких позвоночных, потенциальную добычу птиц и млекопитающих. Камуфляж хищников, особенно в экосистемах Южного полушария, исследован значительно слабее. Между тем умение хищника сливаться с фоном или имитировать безобидный объект может быть не менее важной стратегией, чем маскировка добычи.

Исследователи подчёркивают, что их работа — это шаг к системному пониманию эффективности разных типов маскировки, но не окончательный ответ. Чтобы оценить истинное многообразие стратегий камуфляжа, нужны новые эксперименты в других регионах мира, с участием большего числа видов и с учетом поведения хищников. В идеале такие исследования должны объединять поведенческие наблюдения и анализ того, как устроено зрение и восприятие у конкретных животных.

Сравнение стратегий маскировки животных

С точки зрения защиты от хищников обе стратегии — слияние с фоном и маскировка под объект — работают эффективно, но по-разному.

1. Слияние с фоном дает животному гибкость: оно остается менее заметным в широком диапазоне условий, если цвет и рисунок среды не меняются слишком резко.

2. Маскировка под несъедобный объект обеспечивает более сильный эффект "невидимости", но требует строгого соответствия размерам и форме объекта.

3. Фоновый камуфляж часто лучше подходит крупным животным, которые не могут убедительно имитировать отдельные листья или веточки.

4. Маскарад особенно успешен у небольших видов с тонкими конечностями или крыльями, которые легко "превращаются" в лист, палочку или сухой стебель.

Такое сравнение показывает, что в мире животных не существует "идеальной" стратегии на все случаи жизни. Выбор зависит от размеров, среды обитания, образа жизни и того, с какими хищниками виду приходится иметь дело.

Плюсы и минусы разных типов маскировки

Перед тем как делать выводы о "лучшей" стратегии камуфляжа, полезно разложить преимущества и ограничения каждого подхода.

Плюсы маскировки под фон:

• работает в самых разных масштабах — от насекомых до крупных млекопитающих;
• не требует строгого совпадения с конкретным объектом;
• часто легко объединяется с сезонной сменой окраски;
• позволяет использовать игру света и тени, неровности рельефа и растительности.

Минусы маскировки под фон:

• дает меньший выигрыш по времени по сравнению с имитацией объектов;
• становится менее эффективной при резкой смене фона (выход на открытую площадку, смена сезона);
• может нарушаться при механических повреждениях покровов (обломанные крылья, выцветшая шерсть);
• заметность возрастает, если животное двигается слишком активно.

Плюсы маскировки под несъедобный объект:

• значительно увеличивает время поиска со стороны хищников;
• позволяет "спрятаться на виду", даже находясь в центре поля зрения;
• снижает вероятность атаки, так как объект кажется неинтересным или несъедобным;
• особенно хорошо работает в густой растительности и среди опавших листьев.

Минусы маскировки под объект:

• требует совпадения размеров и формы с объектом, иначе маскарад теряет правдоподобие;
• эффективность сильно падает при смене среды (например, при перемещении на другой тип субстрата);
• может быть уязвима к хищникам, которые научились распознавать такие образы;
• лучше всего подходит только небольшим видам с определенным типом тела.

Вместе эти стратегии демонстрируют, насколько разнообразными могут быть эволюционные решения одной и той же задачи — остаться незамеченным.

Популярные вопросы о маскировке животных

1. Что лучше: маскировка под фон или под объект?

С точки зрения цифр имитация несъедобных объектов дает больший выигрыш по времени: хищники тратят на поиск таких жертв в среднем втрое больше времени, чем на незамаскированных животных того же размера. Однако этот тип камуфляжа ограничен размерами и формой тела, поэтому в природе он встречается реже. Слияние с фоном универсальнее и подходит более широкому кругу видов, хоть и обеспечивает меньший эффект.

2. Почему многие исследования касаются только жертв, а не хищников?

Исторически учёным было проще работать с насекомыми и мелкими позвоночными, которые выступают в роли добычи. Их легче содержать в лаборатории и моделировать ситуации с хищниками. Маскировка самих хищников требует других схем экспериментов и иногда более сложных условий наблюдения. Авторы обзора отмечают, что хищникам уделяется меньше внимания, и это один из пробелов, который предстоит заполнить.

3. Сколько может стоить эксперимент по изучению маскировки?

Стоимость зависит от выбранной методики: нужны ли живые хищники, как организовано помещение, используется ли сложное оборудование для регистрации движений и реакции. В одних случаях достаточно простого наблюдения с участием людей-"хищников", в других требуются длительные полевые работы. Поэтому точную сумму назвать нельзя, но понятно, что комплексные эксперименты с участием множества видов и долгими наблюдениями требуют значительных ресурсов.

4. Можно ли увидеть такие же эффекты маскировки в городе?

Да, элементы камуфляжа заметны и в городской среде. Насекомые, пауки, птицы и мелкие млекопитающие используют окраску, чтобы сливаться с корой деревьев, кирпичными стенами, асфальтом или клумбами. Внимательное наблюдение за парками, дворами и зелёными зонами позволяет увидеть, как природные механизмы маскировки работают и в антропогенном ландшафте.