Каковы траектории полета насекомых?

Многие летающие насекомые, как правило, имеют очень неровные траектории. Ведь движения плодовой мушки выглядят как случайные блуждания .

Существуют ли какие-либо исследования свойств траекторий (например, их фрактальная размерность или математические модели, обеспечивающие подобное поведение)?

Помимо пути одного насекомого, меня также интересует взаимодействие небольшого количества насекомых (например, 2 или 3).

Мне известно об исследованиях стаи и роения (например, Тамас Вичек, Анна Зафирис, Коллективное движение , 2010 г.) и о методах получения таких траекторий (например, Даньпин Цзоу, Ян Цю Чен, Получение трехмерных траекторий движения большого количества роящихся животных или pdf в открытом доступе , 2009). Однако я не нашел в них ответа на свой конкретный вопрос.

Мне любопытно, какова ваша цель при рассмотрении перемещений насекомых в отрыве от их функции (избегание хищников, поиск добычи, поиск нового участка среды обитания и т. д.)
@MartaCz-C: Иногда помогает абстракция (я физик). И свойства траектории, скорее всего, находятся в тесной связи как с оптимизацией определенных действий (избегание хищников, поиск добычи, поиск нового участка обитания и т. д.), так и с ограничениями (физиологическими, энергетическими, ...).

Ответы (2)

У Дикинсона (2005) есть хороший обзор полета насекомых, включая поведение, биомеханику, электрофизиологию и нейронный контроль со ссылками на дополнительную литературу. Далее следует их общее резюме.

Зубчатые траектории, о которых вы упоминаете, в литературе о полетах насекомых называются саккадами . У дрозофилы саккады представляют собой повороты на ~90°, совершаемые примерно за 50 мс. Поскольку мухи не могут двигать глазами независимо от головы, саккады должны обеспечивать относительно постоянное поле зрения большую часть времени, чередующееся с быстрой переориентацией, во время которой муха «слепнет».

Фактический поворот начинается с создания крутящего момента, который запускает вращение мухи. Вскоре после этого жужжальца ощущают это изменение и создают противодействующий крутящий момент, который останавливает поворот.

Вместо случайных поворотов дрозофилы отворачиваются от визуального расширения, приближаясь к объектам. Поэтому, когда они приближаются к объекту, он расширяется в их поле зрения, и они отворачиваются от него.

Схема поворота плодовой мушки

Спасибо, хороший и информативный ответ. Однако меня интересуют не только саккады, но и паттерны движения в целом (а также структуры в разных временных масштабах, например, в минутах).

Быстрый поиск - некоторые статьи, которые могут вас заинтересовать:

  1. Модель случайного блуждания движений насекомых
    Карейва П.М., Шигесада Н. (1983). Анализ движения насекомых как коррелированного случайного блуждания. Экология 56(2-3) 234-238

  2. Модель искусственной жизни летающих насекомых и ее сравнение с реальными стратегиями навигации насекомых.
    Дейл К., Коллетт Т.К. (2001). Использование искусственной эволюции и отбора для моделирования навигации насекомых. Текущая биология 11 (17) 1305–1316

  3. Последний не о насекомых, а о пробе к практическому использованию математического анализа движений беспозвоночных.
    Симидзу Н. и соавт. (2002). Фрактальный анализ движения дафний для биоанализа острой токсичности. Экологическая токсикология 17(5) 441–448

Это не ответ, а список литературы. Независимо от того, будет ли он принят автором или одобрен толпой, он должен быть отредактирован, чтобы предоставить объяснение (что маловероятно через десять лет), или преобразован в серию комментариев, а затем удален модераторами.
Каковы траектории полета насекомых?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v