De kleurige patronen op vlindervleugels creëren tijdens het vliegen optische illusies. Daardoor kunnen vogels de snelheid en vliegrichting van vlinders moeilijker inschatten.
Wanneer vlinders vliegen, creëren hun vleugels optische illusies, zagen biologen van de University of Exeter en de University of Essex (Nature, 30 september). Door die misleidende illusies is het voor vogels lastig om een vliegende vlinder te vangen. Een snavel zal vaak naast, achter of zelfs voor het insect dichtklappen.
De onderzoekers vergelijken het visuele effect met de kapperspaal die vaak bij de kapper aan de gevel hangt. Een rode, witte en blauwe lijn spiralen naar boven en wanneer de kapperspaal draait, lijkt het alsof de lijnen werkelijk naar boven bewegen.
Zigzagbeweging
Het was al bekend dat veel vlinders moeilijk te vangen zijn door de zigzagbeweging die ze maken wanneer ze vliegen. Het maakt hun vlucht nogal onvoorspelbaar. Dat de patronen op de vleugels de blik van de vogels vertroebelen, maakt het nog lastiger om in te schatten hoe snel de dieren vliegen en in welke richting.
Met een hogesnelheidscamera filmden de onderzoekers de vlucht van een vlinder. Een computermodel hielp ze om de beelden te bekijken zoals een vogel het zou zien. Langzaam afgespeeld was een beweging naar beneden te zien, terwijl het insect in werkelijkheid naar boven vloog.
Voor de biologen was het een reden om eens nader onderzoek te doen. Ze vingen vijf soorten vlinders in de tuin en filmden hoe de dieren opstegen vanaf de grond, met iets meer dan duizend beelden per seconde. Bij de beelden van deze vlinders was een sterkere optische illusie te zien dan wanneer de vleugels geen patroon zouden hebben.
Vervolgens scanden de biologen afbeeldingen van 397 Europese vlinders uit Collins Guide to Butterflies. Die gebruikten ze om hun vlucht digitaal na te maken en te analyseren. Zo konden ze patronen aanwijzen die voor veel verwarring zorgen. Met name strepen werken misleidend, zoals ook de strepen op de kapperspaal het brein voor de gek houden.
Computerspel
Met vijf soorten vlinders maakten de onderzoekers ook nog een computerspel waarin proefpersonen vlinders moesten vangen door ze aan te tikken op een touchscreen. Zo testten ze hoe misleidend de vleugeltekeningen voor menselijke waarnemers zijn. Honderd vrijwilligers deden mee. Patronen die in theorie meer verwarring zaaien, zorgden inderdaad voor meer missers.
In een computermodel lieten de onderzoekers vervolgens vlinders evolueren. Ze simuleerden de ontwikkeling van 57.600 vleugelpatronen. Wanneer het algoritme selectie moest uitoefenen op tekeningen die verwarring kunnen veroorzaken, ontstonden vleugels die sterk lijken op vlinders die daadwerkelijk bestaan. Het is volgens de biologen een aanwijzing dat misleiding een drijvende kracht kan zijn achter de evolutie van de tekening op vlindervleugels.
Vermomming
Erg leuk onderzoek, vindt Wouter Halfwerk van de Vrije Universiteit. Zelf doet hij onder meer onderzoek naar de camouflage van nachtvlinders. ‘Dit is ook een manier van camoufleren.’ Waar stilzittende dieren hun vermomming doorgaans verstoren zodra ze in actie komen, begint voor de vlinders de camouflage pas zodra ze opfladderen. ‘Het is bewegende camouflage’, zegt Halfwerk. Daarmee scharen de vlinders zich in het rijtje met wandelende takken en kameleons, die in hun houterige bewegingen de beweging van planten nadoen.
Het vernieuwende van deze studie zit in de aanpak, zegt Halfwerk. ‘Ze kijken op een andere manier naar strepen en hoe die de visuele systemen van roofdieren misleiden.’ Daar valt wel op aan te merken dat het onderzoek wel erg digitaal is. De biologen hebben geen beelden geanalyseerd van vogels die proberen om een vlinder te vangen maar daar niet in slagen. ‘Zelf heb ik in het verleden koolmezen getraind voor een studie’, vertelt Halfwerk. Het kan, maar het is veel werk.
Evolutionaire puzzel
Kunnen we nu zeggen dat vlinders opvallende kleurpatronen hebben omdat ze daar vogels mee misleiden? Het is een evolutionaire puzzel, legt Halfwerk uit. ‘Het kan ook zijn dat die kleuren zo belangrijk zijn bij de partnerkeuze dat het nadeel van opvallen en opgegeten worden opweegt tegen het voordeel van gekozen worden.’ Van een aantal vlindersoorten is bekend dat het uiterlijk ertoe doet bij het zoeken naar een partner.
Een andere mogelijkheid is dat de dieren met hun kleuren laten weten dat ze giftig zijn. ‘Monarchvlinders bijvoorbeeld.’ Andere vlinders zijn niet giftig, maar doen alsof, dankzij hun kleurpatroon. Er is ook nog het idee dat de patronen op de vleugels helpen bij het regelen van de lichaamstemperatuur. In de vlinderevolutie kan het allemaal een rol spelen, zegt Halfwerk. Bij sommige soorten zal het creëren van een optische illusie belangrijker zijn dan bij andere. ‘Het is wel een superinteressant mechanisme.’
Het zou interessant zijn om ook naar andere dieren te kijken door de bril van de optische illusies. Zebra’s bijvoorbeeld en kronkelende slangen. En het vissencarnaval op een koraalrif. ‘Zelf denk ik aan roofvogels’, voegt Halfwerk toe. ‘Waarom hebben die strepen aan de onderkant? Misschien zodat hun prooi ze niet doorheeft.’