Kelebeğin kanadı kuşun gözünü yanıltıyor: berber direği yanılsaması

Bulgunun ağırlığı şurada: zebraların ve yılanların çizgilerinin avcıyı şaşırttığı fikri yüz yılı aşkın süredir tartışılıyor, ama sağlam deneysel destek bir türlü bulunamamıştı. Exeter ve Essex üniversitelerinden Jolyon Troscianko, George Hancock, Emmanuelle Briolat, Anna Hughes ve Laura Kelley'nin imzasını taşıyan "Butterfly wing patterns in flight create powerful illusory motion cues" başlıklı makale, bu boşluğu hareket halindeki bir hayvanla dolduruyor. Çalışma Birleşik Krallık Biyoteknoloji ve Biyolojik Bilimler Araştırma Konseyi (BBSRC) tarafından desteklendi.

Berber direği neden hep yukarı akıyor

Berber dükkânlarının önündeki kırmızı-beyaz direk kendi ekseninde döner, ama izleyene şeritler durmadan yukarı çıkıyormuş gibi gelir. Nedeni, görme sisteminin dar bir pencereden bakarken hareketin gerçek yönünü çözememesidir: eğik bir çizgi pencereden geçerken yalnızca çizgiye dik olan bileşen görülebilir, kalan yön bilgisi kaybolur. Beyin eksik veriyi en akla yatkın yorumla tamamlar ve yanılır. Psikolojide bu etkiye berber direği yanılsaması deniyor.

Araştırmacılara göre kelebek kanadı, uçuş sırasında tam da bu tuzağı kuruyor. Troscianko'nun sözleriyle: "Kelebek kanatları uçarken şekil değiştirir; yukarı vuruşta birbirine kapanır, aşağı vuruşta ayrılır, böylece üzerlerindeki çizgilerin açısı kayar ve her çırpışta farklı yönleri gösterir." Kelebeğin zaten düzensiz, zikzaklı uçuşuyla birleşince ortaya berber direğindekine benzer yanıltıcı yön ipuçları çıkıyor.

Kritik olan son birkaç milisaniye

Dr. George Hancock, etkinin tam olarak nerede işe yaradığını anlatıyor: "Yanılsamalar avcının en temel görsel hedefleme sistemine karışıyor ve avını kapmaya karar verdiği, rotasını değiştirecek zamanının kalmadığı onlarca milisaniyelik son 'balistik hamle'yi bozuyor."

Yani kelebek kuşu uzaktan kandırmıyor. Kuşun artık düzeltme şansı kalmadığı anda hedefi birkaç santim kaydırıyor. Kopmuş kuyruklar ve kanat kenarındaki gaga çentikleri, işte o birkaç santimin kaydı.

Kuş gözüyle 397 tür

Ekip üç ayrı yoldan ilerledi. Ölçümün omurgasında "temel hareket algılayıcı" (İngilizcesiyle EMD) adı verilen bir model var: retinadaki komşu noktaların parlaklık değişimlerini karşılaştırarak yön çıkaran, sinir sisteminin bilinen en yalın hareket devresini taklit eden bir hesap. Görüntüler önce küçük ötücü kuşların gerçekten çözebildiği ayrıntı ve hız sınırına indirildi, sonra ileri, geri, sola ve sağa doğru "hareket enerjisi" ayrı ayrı ölçüldü.

İleri enerjinin geri enerjiye oranı bozulduğunda avcı hızı yanlış tahmin ediyor; yanlara kayan enerji ise dönüş oranını yanlış okutuyor. Makale bu ikisini ileri karışıklık ve yanal karışıklık diye ayırıyor.

İlk deneyde beş Avrupa-Afrika türünün, cinsiyet farkları sayılınca yedi desen biçiminin havalanışı yüksek hızlı kamerayla çekildi. Aynı görüntülerde kanat deseni bilgisayarda kaldırılıp düz gri, düz siyah ve düz beyazla değiştirildi. Gerçek desenli kelebekler her üç kopyaya göre de anlamlı biçimde daha fazla karışıklık üretti.

Sayılar makalenin kendisinden; 100 gönüllülük davranış denemesi Exeter Üniversitesi'nin bülteninde aktarılıyor.

İkinci adımda 397 Avrupa türüne ait 757 farklı desen biçimi (alt türler ve cinsiyetler dâhil) üç boyutlu uçuş benzetiminde canlandırıldı. Avrupa kelebekleri bilerek seçildi: kıtada büyük taklit halkaları yok ve kimyasal olarak korunan tür sayısı az. Hancock'ın deyişiyle: "Bir kelebeğin bu kadar göze batacak şekilde evrimleşmesi tuhaf görünebilir, özellikle de çok az Avrupa türü zehirli ya da tatsız olduğu için."

Soy ağacı akrabalığı hesaba katıldığında, hareket karışıklığı üreten desenlerin kelebekler arasında geniş biçimde yayılmış olduğu görüldü. En yüksek genel değere kırlangıçkuyrukların ailesi Papilionidae ulaştı. İleri yöndeki karışıklıkta rekor ise ön ve arka kanadı boydan boya kesen tek bir dikey bandı olan Nymphalidae üyelerinin oldu. Etkiyi artıran başlıca özellikler şunlar çıktı:

• Arka kanatta, kuş gözünün ayırt edebileceği kalınlıkta dikey çizgiler
• Ön kanatta yüksek karşıtlık
• Tek bir çizgi ya da bir kenar boyunca toplanmış, dengesiz dağılmış desen
• Kanat kenarının pürüzlü olması, yani "kuyruklar"

Troscianko o kuyruklara ayrıca dikkat çekiyor: "Kırlangıçkuyrukların arka kanatlarından sarkan küçük kuyrukları var ve bunlar hareket karışıklığı düzeylerini artırmaya yarıyor."

Bir ayrıntı da şu: süzülerek uçmak yalnızca yanal karışıklık üretebiliyor, ileri yöndeki karışıklık için kanadın çırpılması şart. Uçuşunda süzülmeye bolca yer veren Papilionidae'nin desenlerinin ikisini birden yüksek tutması bu yüzden anlamlı görünüyor.

Bilgisayarda evrimleştirilen kelebekler gerçeğine benzedi

Üçüncü adım bir tür sağlama deneyiydi. Genetik algoritmayla, gerçek kelebeklerin gelişimsel kısıtları olmadan 57.600 özgün kanat deseni üretildi ve yalnızca hareket karışıklığına göre elendi; her popülasyon yirmi kuşak işletildi. Sonuçta ortaya çıkan desenler, rastgele üretilmiş ya da rastgele elenmiş kontrollere kıyasla gerçek Avrupa kelebeklerinin desen uzayına belirgin biçimde yaklaştı. Başka hiçbir baskı yokken, yalnız hareket karışıklığı ödüllendirildiğinde bilgisayar kelebeğe benzer çizgiler icat etti.

Aynı algoritma "ileri enerji" için çalıştırıldığında lekesiz, bembeyaz kelebekler üretti. Avrupa'nın beyaz kelebekleri, yani Pieridae ailesi tam olarak böyle görünüyor. Makaleye göre bu ayrı bir hile: yüksek karşıtlıklı beyaz bir cisim, hızın olduğundan fazla tahmin edilmesine yol açıyor, dolayısıyla avcı fazla ileriye nişan alıp önden ıskalıyor.

Bulgunun sınırı

Yazarlar ne gösterdiklerini dar tutuyor. Ölçülen şey gerçek kuşların sahadaki başarısı değil, kuş görme sistemini taklit eden bir modelin çıktısı. Makale, bundan sonraki işin EMD hesabının öngördüğü karışıklığın gerçekte ne kadar ıskalamaya dönüştüğünü ölçmek olduğunu açıkça yazıyor.

Benzetimler ayrıca kanadın yalnız üst yüzünü kullanıyor; alt yüz desenleri, farklı uçuş biçimleri, bakış açıları, mesafeler ve arka plan çeşitleri henüz hesaba girmedi. Ekip bunların sonucu değiştirmekten çok ayrıntı ekleyeceğini savunuyor, ama bu şimdilik bir beklenti.

Bir de şu var: hareket karışıklığı diğer açıklamaların yerini almıyor. Isı düzenleme, eş bulma sinyali, uyarı rengi ve kamuflaj hâlâ geçerli. Makale bu işlevlerin birbirini dışlamadığını, hatta birbirini tamamlayabileceğini söylüyor.

Sırada ne var

Troscianko'ya göre asıl kapı başka yere açılıyor: "Zebraların ve yılanların göz alıcı çizgilerinin avcıların hareket algısını karıştırdığından uzun süredir şüpheleniliyordu, ama sağlam kanıt bulmak zor oldu. Çalışmamız hareket görüşünü çözümlemek için gerçekten yeni bir yol veriyor ve hareket karışıklığının doğada daha önce fark edilenden çok daha yaygın olduğunu düşünüyoruz."

Makale olası adaylar arasında kuşların çırpan kanatlarını, kertenkelelerin ve balıkların savurduğu kuyrukları sayıyor. Daha uzak bir ipucu da var: kelebeklerle akraba olmayan fosil böceklerde, dantelkanatlılarda da kelebeğinkine benzer çizgili kanatlar bulunmuş. Bu, hareket karışıklığının kelebeklerden çok daha eski bir çözüm olabileceğini ve avcı görme düzeneğindeki aynı açığı defalarca sömürdüğünü düşündürüyor.

Çalışmanın merkezindeki türlerden biri olan kırlangıçkuyruk (Papilio machaon) Türkiye'de de Marmara, Ege, Akdeniz, Trakya ve İç Anadolu'da görülüyor. Bir dahaki karşılaşmada onu gözle takip etmeyi deneyin. Nerede kaybettiğinizi fark ederseniz, kuşun da aşağı yukarı orada kaybettiğini varsayabilirsiniz.

Fotoğraf: Thomas Hirsch, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons