الگوهای بال پروانه در پرواز، نشانه های حرکتی توهمی قدرتمندی ایجاد می کند

مدت‌ها تصور می‌شد که نوارهای خیره‌کننده‌ای که روی گورخرها و مارها یافت می‌شوند با ادراک حرکت شکارچیان تداخل می‌کنند (1، 2)، اما این فرضیه تاکنون پشتیبانی تجربی کمی دریافت کرده است. پروانه‌ها الگوهای بال بسیار متنوع و با کنتراست بالایی را نشان می‌دهند که عملکرد آنها الهام‌بخش بحث‌ها و تحقیقات نظری شدیدی بوده است. در اینجا ما پیشنهاد می‌کنیم که الگوهای بال پروانه‌ها همگام با پویایی پرواز برای ایجاد توهمات بصری که شکارچیان را گیج می‌کند، کار کنند.

ما از چندین خط تحقیق با مدل‌سازی الهام‌گرفته از بیولوژیک برای حمایت از این فرضیه استفاده می‌کنیم: برخاستن پروانه‌های پرواز آزاد که با سرعت بالا فیلم‌برداری می‌شوند، ایجاد نشانه‌های حرکتی گمراه‌کننده را نشان می‌دهند. تجزیه و تحلیل های کنترل شده فیلوژنتیکی نشان می دهد که این یک استراتژی تکاملی گسترده است. در آزمایش‌های تکامل سیلیکو به طور مستقل بر روی الگوهای بال پروانه‌مانند با کنتراست بالا همگرا می‌شوند. و آزمایش های رفتاری پیش بینی های مدل را تایید می کنند.

نتایج ما نشان می‌دهد که الگوهای بال پروانه و پویایی پرواز، جلوه‌های حرکتی توهم‌آمیزی قدرتمندی ایجاد می‌کنند که به طور بالقوه یکی از موفق‌ترین استراتژی‌های دفاع بصری در حیوانات متحرک را نشان می‌دهند.

حرکت می تواند حتی مؤثرترین استتار 5، 6، 7، 8 را بشکند و تقریبا هر حیوانی را به شدت نمایان کند. نشانه‌گذاری‌های حیوانات برای استفاده از محدودیت‌های دید شکارچیانشان تکامل یافته است، و این اصل باید برای حیوانات در حال حرکت صادق باشد، جایی که مدت‌ها تصور می‌شد که الگوها با درک شکارچی از سرعت و جهت شکارشان از طریق اثرات خیره‌کننده حرکتی تداخل دارند.

نوارها و الگوهای با کنتراست بالا برای ایجاد حرکت توهم‌آمیز 8، 10، 11 شناخته شده‌اند، اما مطالعاتی که روی حیواناتی مانند گورخرها، مارها و مارمولک‌ها آزمایش می‌کنند تا حدودی در حمایت از آنها مبهم بوده است. نکته مهم این است که این مطالعات به طور انحصاری از طعمه سفت و سخت استفاده می‌کردند، علی‌رغم اینکه حرکت حیوانات اغلب به حرکات اندام نیاز دارد که با جهت اصلی حرکت بدن مخالف است. بنابراین، حرکت بیولوژیکی، پتانسیل ناشناخته ای را برای تداخل بصری معرفی می کند که به طور بالقوه در طبیعت رایج است 3، 15.

رنگ‌آمیزی چشمگیر پروانه‌ها برای بیش از یک قرن توجه زیست‌شناسان تکاملی را به خود جلب کرده است و آنها را به یکی از گروه‌های مورد مطالعه از نظر ارتباط ظاهری با رفتار و تکاملشان تبدیل کرده است. تحقیقات بر اهمیت تطبیقی ​​سیگنال‌های هشدار، تقلید، سیگنال‌های جنسی، تنظیم حرارت و استتار، و ژنتیک و تکامل اساسی متمرکز شده است. با این حال، روشن نیست که چگونه این استراتژی‌های تطبیقی ​​اساسی می‌توانند الگوهای بال پشتی با کنتراست بالا را که در بسیاری از پروانه‌ها دیده می‌شود، توضیح دهند.

ما پیشنهاد می‌کنیم که یکی دیگر از عملکردهای کلیدی و غیر انحصاری الگوهای بال پروانه، دفاع ضد شکارچی از طریق ایجاد حرکت توهم‌آمیز است. عوامل متعددی وجود دارد که نشان می‌دهد رفتار پرواز و الگوی بال ممکن است برای ایجاد نشانه‌های حرکتی گمراه‌کننده در پروانه‌ها تعامل داشته باشند، زیرا بسیاری از گونه‌ها دارای الگوهای کنتراست بالا شبیه به آن‌هایی هستند که بر درک حرکت پیشنهاد شده‌اند، و همچنین فرکانس‌های ضربان بال پایینی دارند که با دید پرندگان قابل حل هستند.

پروانه‌ها همچنین اغلب رفتار پرواز غیرقابل پیش‌بینی نشان می‌دهند، که ممکن است با نشانه‌های با کنتراست بالا و دم‌های عقبی برای منحرف کردن حملات شکارچی در تعامل باشد. علاوه بر این، شکارچیان معدودی در شکار پروانه‌ها با وجود آشکار بودن شدیدشان تخصص داشته‌اند. این برخلاف شب پره های شب پره است که در هنگام پرواز توسط طیف وسیعی از شکارچیان پرندگان هدف قرار می گیرند و عموما دارای الگوهای کنتراست پایین تر و فرکانس های ضربان بال بالایی هستند که احتمالا تاری حرکتی بیش از حد برای ایجاد نشانه های حرکتی واهی ایجاد می کنند.

آشکارسازهای حرکتی اولیه (EMDs) واحد اصلی سیستم پردازش حرکت را در طیف وسیعی از گونه‌های 26، 27 تشکیل می‌دهند. ما تشخیص حرکت را در فریم‌های ویدیویی متوالی به‌عنوان میانگین «انرژی» حرکت EMD در چهار جهت اصلی (به جلو، عقب، چپ و راست) اندازه‌گیری کردیم، و آشفتگی حرکت را در دو جهت تعریف کردیم: آشفتگی رو به جلو (تضاد مایکلسون بین انرژی رو به جلو و انرژی رو به عقب) و کنتراست جانبی انرژی به سمت جلو (انرژی Michelson به جلو) .

سردرگمی رو به جلو احتمالا با تخمین سرعت شکارچی تداخل می کند (به عنوان مثال، هدایت نادرست حملات در پشت پروانه)، در حالی که سردرگمی جانبی احتمالا حملات را به سمت جانبی هدایت نمی کند.

ابتدا، ما به طور تجربی آزمایش کردیم که آیا الگوهای بال طبیعی نشانه‌های حرکتی توهم را در پرواز آزاد در مقایسه با درمان‌های بدون الگو به حداکثر می‌رسانند. این با فیلمبرداری از برخاستن پروانه‌ها با سرعت 1000 فریم در ثانیه و تقسیم‌بندی فیلم برای دستکاری و آزمایش اینکه چگونه الگوبرداری بر تشخیص حرکت در مراحل اولیه تأثیر می‌گذارد آزمایش شد (فیلم تکمیلی 1).

پروانه‌هایی با الگوی طبیعی بال‌ها در هنگام پرواز نسبت به روش‌های آزمایشی بدون الگو، آشفتگی حرکتی بیشتری ایجاد می‌کنند (مقایسه‌های زودهنگام توکی برای درمان‌های طرح‌دار در مقایسه با آشفتگی بدون الگو و رو به جلو: متوسط β خاکستری = 0.079، P <0.001؛ β سیاه = 0.078، P <0، P <0.0، P <0. 0.001 سردرگمی: میانگین خاکستری β = 0.044، P < 0.044، P <0.001، P <0.044، P <0.001 و جداول تکمیلی 1 و 2).

مطابق با پیش‌بینی‌های EMD، کنتراست بالاتر (روشن‌تر یا تیره‌تر بودن در برابر پس‌زمینه) منجر به مقادیر بالاتر EMD در همه جهات شد. با این حال، الگوسازی بر نسبت انرژی در جهات مختلف تأثیر می‌گذارد، و با کاهش مقدار نسبی حرکت رو به جلو، اثرات سردرگمی رو به جلو و جانبی ایجاد می‌کند.

الف، فریم‌هایی از تجزیه و تحلیل حرکت پرواز آزاد با استفاده از پروانه دریاسالار قرمز، ونسا آتالانتا، به عنوان مثال با فریم‌هایی که برای مطابقت با زمان دوباره در مرکز قرار گرفته‌اند، بنابراین مکان مکانی فقط تقریبی است. از چپ به راست، پانل‌ها پروانه‌ای با بخش‌های رنگی (CL)، پروانه تبدیل به دید دو مخروطی پرندگان با فیلتر فضایی-زمانی (STF)، خروجی مدل EMD برای سردرگمی رو به جلو (F-B؛ کنتراست Michelson از عقب- جلو EMD)، و سپس گیج شدن به طرفین Michelson برای طرفین (F-S) را نشان می‌دهند.

این فرآیند برای یک پروانه بدون طرح تکرار می شود که رنگ بال آن با رنگ سفید جایگزین شده است. b , Boxplots (چرک‌های پایینی، میانی و بالایی، سبیل‌ها حداکثر و حداقل را تا 1.5× محدوده بین چارکی فراتر از جعبه نشان می‌دهند) با نمودارهای توزیع ویولن برای آشفتگی رو به جلو (بالا) و برای سردرگمی جانبی (پایین) در تمام فریم‌ها برای 18 پرواز برای 7 بال پروانه‌ای، بال‌های پروانه‌ای 7 بدون الگوی، و شکل‌های سیاه و سفید، بدون الگوی بال‌های پروانه‌ای. 2391 در هر الگوی درمان.

مقادیر بزرگتر از صفر نشان می دهد که حرکت در جهت اشتباه (عقب یا پهلو) بر حرکت در جهت سمت، یعنی رو به جلو، بیشتر است. تصاویری از درمان ها توسط G.R.A.H ایجاد شده است.

در مرحله بعد، ویژگی‌های الگوهای بال طبیعی را تعیین کردیم که اثرات گیج شدن حرکت را به حداکثر می‌رساند و بررسی کردیم که آیا آنها از نظر تکاملی گسترده هستند یا خیر. ما پرواز شبیه‌سازی شده (هم تکان خوردن و هم سر خوردن) 757 مورفوتایپ منحصربه‌فرد پروانه را در 397 گونه اروپایی با سرعت 2000 فریم در ثانیه برای دستیابی به حرکت سیال ارائه کردیم. ویدیوی تکمیلی 2).

پروانه‌های اروپایی یک سیستم ایده‌آل را ارائه می‌دهند زیرا حلقه‌های تقلیدی اصلی وجود ندارد (به طور نسبی تعداد کمی از آنها از نظر شیمیایی محافظت می‌شوند) 30، با این حال بسیاری از آنها دارای نشانه‌های کنتراست بالا غیرقابل توضیحی هستند، و فیلوژنی مفصلی در دسترس است 31، 32.

با استفاده از مدل‌های جنگل تصادفی 33، یک روش مبتنی بر درخت تصمیم برای شناسایی مشارکت‌های متغیر در یک خروجی، ما مشخص کردیم که کدام ویژگی‌های پروانه (73 معیار مختلف برای الگوی بال (جهت، اندازه، کنتراست)، رنگ، شکل، اندازه بدن، و همچنین سه مختصات اصلی برای فیلوژنی؛ بخش 2 را برای توضیح کامل بهترین اطلاعات روش ما ببینید. معیارهای حرکت - سردرگمی برای پرواز فلاپ (مدل گیج شدن به جلو، شبه R2 = 0.65؛ مدل گیج شدن پهلو، شبه R2 = 0.69؛ مدل انرژی رو به جلو، شبه R2 = 0.90).

در طول پرواز بال زدن، سردرگمی رو به جلو به طور مؤثری از طریق (به ترتیب اهمیت، با همه موارد بسیار تأثیرگذار) به حداکثر رسید: افزایش کنتراست بال جلو، نوارهای عمودی قابل تفکیک در بال عقب، توزیع ناهموار نوار (به طور کلی به معنی یک نوار منفرد، یا نسبتا مرکزی در سرتاسر بال جلو و عقب، یا یک لبه متضاد، درخشندگی بیشتر بال عقبی، شکل خشن بالاتر برای بال عقبی). دم)، و نوارهای عمودی روی بال جلو (برای فهرست کامل پیش بینی کننده ها به اطلاعات تکمیلی، بخش 2(vi) مراجعه کنید).

سردرگمی جانبی به طور مشابه با الگوهای عمودی و دم‌های عقبی افزایش یافت، اما کمتر تحت تأثیر کنتراست قرار گرفت و همچنین با اندازه پروانه افزایش یافت. مانند تجزیه و تحلیل های برخاستن، سفیدتر بودن انرژی رو به جلو را افزایش می دهد (به اطلاعات تکمیلی، بخش 1 برای نمودارهای انرژی مراجعه کنید).

سردرگمی حرکت در گونه های پروانه ها متفاوت بود (شکل 2a,b). به عنوان مثال، پس از کنترل ارتباط فیلوژنتیکی با استفاده از مختصات اصلی، Papilionidae به طور مداوم سردرگمی بالا به جلو و پهلو را نشان داد، با همه گونه‌های اندازه‌گیری شده دارای الگوهای بال‌های راه راه متضاد، در حالی که Nymphalidae به طور قابل‌توجهی از بالاترین گیجی به سمت جلو (معمولا در گونه‌هایی که دارای اثرات عمودی عمودی بودند) متفاوت بود.

سردرگمی رو به جلو و جانبی با یکدیگر همبستگی داشتند (مدل خطی برای سردرگمی رو به جلو در برابر سردرگمی جانبی: β = 0.518، P <0.001؛ شکل 2a). مقایسه بین پرواز بال زدن و سر خوردن که اثر حرکت بیولوژیکی بال را از الگوی و شکل بال جدا می کند، نشان داد که سردرگمی رو به جلو تنها با حرکت بال ایجاد می شود، در حالی که پرواز سرخوردن هنوز هم می تواند سردرگمی قدرتمندی به طرفین ایجاد کند. این ممکن است توضیح دهد که چرا Papilionidae (گروهی که در طول پرواز سر می‌خورد) دارای الگوهای بال هستند که هم سردرگمی رو به جلو و هم سردرگمی پهلو را به حداکثر می‌رساند (شکل 2a).

الف، همبستگی بین گیجی رو به جلو و سردرگمی پهلو در پروانه های اروپایی بال زدن، N = 757. هر تصویر مربوط به اقدامات گیج شدن حرکت برای پروانه نشان داده شده است. پروانه هایی که با رنگ آبی مشخص شده اند، آنهایی هستند که برای کار شکار پروانه انتخاب شده اند (ج را ببینید). ب، فیلوژنی پروانه های اروپایی با مجموع نرمال سردرگمی رو به جلو و سردرگمی جانبی در سراسر فیلوژنی: ارتفاع هر میله با سطح آشفتگی حرکتی نسبت به میانگین مطابقت دارد.

خط چین ضخیم میانگین را نشان می دهد و خطوط چین روشن تر 1× و 2× انحراف معیار از میانگین را نشان می دهد. تصاویر بال بیرونی پروانه را با بیشترین سردرگمی حرکتی در فواصل 20 درجه نشان می دهند. تصاویر بال داخلی نمونه پروانه‌هایی را که به‌طور تصادفی انتخاب شده‌اند از محدوده فاصله 10 درجه نشان می‌دهند. ج، محل حملات «شکارچیان» انسانی به پنج فنوتیپ انتخابی پروانه، به ترتیب با سردرگمی پیشروها. نقشه‌های حرارتی تخمین‌های چگالی دو بعدی را برای حملات نسبت به عنوان پروانه‌ها نشان می‌دهند، N = 2985 حمله.

صلیب ها و بیضی ها آمار شکل را برای 25٪ متراکم ترین مناطق هر حمله پروانه نشان می دهند، با صلیب ها مرکز و بیضی ها جهت، اندازه و نسبت ابعاد را نشان می دهند. طرح‌های پروانه، پروانه‌ای در مقیاس را به نمایش می‌گذارند که بال‌ها در طول پرواز کاملا باز شده بودند. تصاویر در a، b، c از راهنمای پروانه کالینز توسط ریچارد لوینگتون.

ما پیش‌بینی‌های مدل گیجی حرکت را با اندازه‌گیری جهت‌گیری اشتباه حمله در «شکارچیان» انسانی (100 شرکت‌کننده، 3000 آزمایش)، با استفاده از یک سیستم صفحه نمایش لمسی با سرعت بالا (240 هرتز) برای ارائه مسیرهای واقعی پرواز پروانه‌ها و دینامیک بال‌ها، با استفاده از ویدیوهایی که از قبل پردازش شده بودند تا زمان‌های هنری را حذف کنیم، تأیید کردیم. پنج گونه پروانه از سراسر زنجیره سردرگمی انتخاب شدند (شکل 2).

2a)، و آنهایی که دارای سطوح بالایی از سردرگمی رو به جلو هستند، منجر به درازتر شدن توزیع حمله و به سمت عقب بودن بیشتر در امتداد محور موازی شدند (آشفتگی رو به جلو: محور موازی، β = 0.15، P < 0.001؛ شکل 2c؛ جدول تکمیلی 14 و الگوی تکمیلی را با الگوهای بایاس و تصویر تکمیلی ببینید). حمله به پشت یک شی، یعنی دستکاری درک سرعت.

در نهایت، ما از الگوریتم‌های ژنتیک برای تکامل 57600 الگوی منحصربه‌فرد بال پروانه در سیلیکون استفاده کردیم، و برای حداکثر آشفتگی حرکت، فارغ از محدودیت‌های تکاملی و تکاملی الگوهای بال پروانه واقعی 4 (ویدئوی تکمیلی 3)، و برای هم‌گرایی الگوی با بال‌های طبیعی واقعی آزمایش شد. الگوهای پروانه تکامل یافته با الگوریتم ژنتیکی که برای گیجی رو به جلو، سردرگمی جانبی یا انرژی رو به جلو (یعنی انرژی حرکت مطلق در جهت رو به جلو) انتخاب شدند، که در سه شکل بال تکرار می شوند (شکل 3a).

همانطور که با پروانه های واقعی، سردرگمی رو به جلو و پهلو به طور قابل توجهی همبستگی دارند (مدل خطی برای سردرگمی جانبی در برابر سردرگمی رو به جلو برای پروانه های تولید شده توسط الگوریتم ژنتیک؛ سردرگمی جانبی، β = 0.733، P <0.001).

نمونه‌های پروانه‌ای که با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای سه شکل مختلف بال و الگوی طبیعی برای شکل بال داده شده ایجاد شده‌اند (برای مثال‌هایی از هر جمعیت، به اطلاعات تکمیلی، بخش 3 مراجعه کنید). پروانه های تکامل نیافته با استفاده از مقادیر ژن تصادفی تولید شدند، در حالی که سردرگمی رو به جلو، سردرگمی جانبی و انرژی رو به جلو تحت انتخاب برای متریک نامگذاری شده با نمونه هایی از نسل نهایی (G = 20) تکامل یافتند.

ب، بدنه تجزیه و تحلیل اجزای اصلی الگوریتم بال را برای 4 گروه پروانه الگوریتم ژنتیکی (N = 2160 N تکامل نیافته، برای همه N = 30 در هر گروه) و پروانه های واقعی و طبیعی (N = 757) اندازه گیری می کند. در اینجا مولفه‌های اصلی (PC) تغییرات در فضای الگوی بال پروانه را با استفاده از معیارهای مشابهی که برای طرح‌های جنگلی برای الگوهای بال پروانه واقعی استفاده می‌شود، خلاصه می‌کنند (شکل 2). پروانه‌های انتخابی تصادفی با رتبه‌بندی تصادفی پروانه‌ها در هر نسل تکامل یافتند.

ج، میانگین حاشیه ای تخمین زده شده برای فاصله زوجی هر گروه از پروانه های طبیعی، از جمله تفاوت معمولی بین پروانه های طبیعی (N طبیعی در مقابل طبیعی N = 572292، تکامل نیافته در برابر طبیعی N = 2180160، گروه های تکامل یافته در مقابل N = 22710 N طبیعی). نوارهای خطا خطاهای استاندارد مقایسه‌های توکی را بین پروانه‌های الگوریتم ژنتیک و پروانه‌های طبیعی نشان می‌دهند. تصاویر در کتاب از راهنمای پروانه کالینز توسط ریچارد لوینگتون.

تجزیه و تحلیل فنوتیپ های تکامل یافته همگرایی بین الگوهای بال تکامل یافته ژنتیکی-الگوریتم انتخاب شده برای سردرگمی رو به جلو و پروانه های اروپایی را نشان داد. الگوهایی که آشفتگی حرکتی بالاتری ایجاد کردند، دارای فاصله اقلیدسی زوجی کمتری از مؤلفه‌های اصلی 1 (22 درصد واریانس) و 2 (8 درصد واریانس) از پروانه‌های طبیعی در مقایسه با پروانه‌هایی بودند که به‌طور تصادفی در ابتدا تولید می‌شدند (تکامل نیافته بودند) (شکل 3b)، پروانه‌ها (پروانه‌ها به‌طور تصادفی شکل گرفته بودند).

3c ; مقایسه پست‌هاک توکی از پروانه‌های طبیعی با پروانه‌های تولید شده توسط الگوریتم ژنتیکی مقایسه شد. تکامل نیافته، β = -0.102، P <0.001. سردرگمی رو به جلو، β = 0.056، P <0.001; سردرگمی جانبی، β = 0.00، P = 0.999; انرژی رو به جلو، β = -0.122، P <0.001. انتخاب تصادفی، β = -0.062، P <0.001. برای جدول کامل به اطلاعات تکمیلی، بخش 3 مراجعه کنید). انتخاب برای انرژی رو به جلو منجر به پروانه های سفید بی عیب و نقص، مطابق با استراتژی اتخاذ شده در Pieridae ("سفیدها") شد، اگرچه آنها بیشتر از پروانه های طبیعی نسبت به سایر درمان ها متفاوت بودند.

انتظار می رود این استراتژی همچنین باعث شود که شکارچیان سرعت پیشروی را بیش از حد تخمین بزنند و حملات خود را بیش از حد شلیک کنند.

ما شواهد تجربی ارائه می‌کنیم که نشان می‌دهد بسیاری از الگوهای بال پروانه‌ها با انتخاب اشتباه حرکتی که احتمالا حملات شکارچیان را در پرواز اشتباه هدایت می‌کند، سازگار است. مطالعه ما از شواهد همگرا از چهار چارچوب الهام گرفته از بیولوژیکی استفاده می کند. مدل‌سازی دید حرکتی، دینامیک پرواز پروانه‌های سه‌بعدی، اعتبارسنجی رفتاری و الگوریتم‌های ژنتیک. در مجموع، اینها نشان می‌دهند که چگونه سردرگمی حرکت می‌تواند از سطوح مکانیکی تا تکاملی در سیستمی که مدت‌ها به عنوان بستر آزمایشی برای نظریه تکاملی مورد استفاده قرار می‌گرفت، عمل کند.

ما نشان می‌دهیم که آشفتگی حرکت پروانه را می‌توان از طریق مسیرهای متعدد به دست آورد، با نوارهای بال جلوی عمودی متضاد، یک نوار عمودی منفرد یا الگوهای حاشیه بال متضاد داخلی که همگی آشفتگی حرکت را افزایش می‌دهند، در حالی که سفید بی‌نقص انرژی رو به جلو را به حداکثر می‌رساند. به طور بحرانی، الگوهایی که باعث سردرگمی حرکت می شوند منحصر به فرد نیستند - و ممکن است مکمل باشند - بسیاری از دیگر عملکردهای تطبیقی ​​پیشنهادی الگوهای بال پروانه مانند سیگنال دهی و تنظیم حرارت 16، 21، 34.

تحقیقات ما فراتر از ادبیات توهم حرکتی قبلی است و با کنترل مصنوعات زمانی که ممکن است یافته‌های قبلی را محدود کرده باشد، می‌رود. ما نشان می‌دهیم که این اثرات سردرگمی احتمالا در تاکسونی که هم از نظر فنوتیپی و هم از نظر تکاملی متنوع است گسترده است. نتایج ما پشتیبانی تجربی برای فرضیه‌های طولانی مدت «محرک خیره‌کننده» ارائه می‌کند، و ما پیش‌بینی می‌کنیم که این نوع سردرگمی حرکتی می‌تواند یک عملکرد تطبیقی ​​برای طیف وسیعی از الگوهای با کنتراست بالا که در طبیعت یافت می‌شوند، مانند الگوهای روی بال‌های پرنده یا دم‌های تکان‌خورده مارمولک‌ها و ماهی‌ها ارائه دهد.

او 13، 36، 37. این یافته‌ها همچنین بر اهمیت مطالعه عملکرد تطبیقی ​​الگوبرداری از حیوانات در کنار حرکت واقع‌گرایانه تأکید می‌کنند، زیرا تنها با هم اثرات قابل توجهی که در اینجا مشاهده می‌کنیم پدیدار می‌شوند.

دید حرکتی مبتنی بر EMD به خوبی تایید شده است 2، 38، 39، 40 و به طور فزاینده ای برای بررسی الگوهای حیوانات در طول حرکت 2، 28، 41 مورد استفاده قرار می گیرد. مطالعات رفتاری قبلی نشان می‌دهد که آشفتگی حرکت ناشی از الگوبرداری می‌تواند جهت 42، 43 و سرعت درک‌شده را تحت تأثیر قرار دهد، به عنوان مثال، کاهش 1.5 درجه بر ثانیه در سرعت درک شده برای اهداف با حرکت سریع 44.

در اینجا نشان می‌دهیم که متریک گیج شدن به جلو می‌تواند به طور معنی‌داری یک حمله شکارچی را به اشتباه هدایت کند: برای هدایت نادرست موازی، تفاوت در مرکز بیضی‌ها بین پروانه‌های آزمایش‌شده گیج‌کننده‌تر به جلو تقریبا 38 درصد از طول متوسط ​​بدن بود (شکل 2c).

کار بیشتر همچنین باید شبیه‌سازی‌های واقعی‌تر باشد که الگوی شکمی بال پروانه را در نظر می‌گیرد، همچنین دامنه وسیع‌تری از دینامیک پرواز، زاویه‌ها و فواصل بیننده و انواع پس‌زمینه را در نظر می‌گیرد. با این حال، ما استدلال می‌کنیم که اینها احتمالا به‌جای تغییر هر گونه نتیجه‌گیری کلی، تفاوت‌های ظریفی را به یافته‌های ما اضافه می‌کنند: برای مثال، این عوامل ممکن است به توضیح زمانی که یک الگوی راه‌راه با فرکانس بالاتر روی یک نوار دیستال منفرد تکامل می‌یابد کمک کند.

یافته های ما نیاز به ارزیابی مجدد عملکرد مکانیکی الگوهای حیوانات در حین حرکت دارد. ما راه‌های هیجان‌انگیزی را برای تحقیق در مورد اثرات سردرگمی حرکت در سیستم‌های دیگر، همراه با کاربردهای کاربردی در بخش‌های غیرنظامی و دفاعی، مانند بهبود تشخیص حرکت الهام‌گرفته از بیولوژیک برای روباتیک، راه‌اندازی می‌کنیم.

برای تعیین کمیت تأثیر بال‌های پروانه و الگوهای آن‌ها بر تشخیص حرکت، از یک EMD 28، 45 با اطلاعات بیولوژیکی سفارشی با استفاده از ImageJ استفاده کردیم. این مدل با استفاده از همبستگی مکانی-زمانی مقادیر شدت پیکسل در فریم‌های متوالی، با آرایه‌هایی از EMD‌های عمودی و افقی برای اندازه‌گیری حرکت در چهار جهت اصلی (به جلو، عقب، چپ و راست) اندازه‌گیری می‌شود. این نسخه از مدل EMD برای اولین بار در ref.

28، جایی که از آن برای تعیین کمیت ضبط‌های پرسرعت از نمایش‌های شکار توهم‌آمیز سگ‌ماهی کلاب پهن، با استفاده از وضوح زمانی و مکانی خرچنگ‌های ساحل سبز، Carcinus maenas استفاده شد.