眩惑運動：運動動物的保護衣

許多動物利用身體的顏色和圖案將自己與背景環境融為一體，從而逃離捕獵者的注意。但是，這種保護色的策略還是遠遠不夠的。一旦動物運動起來，這種偽裝就露馬腳了，捕獵者就可輕易地發現並捕捉到獵物。那麼，運動過程中的動物該如何自保呢？

研究人員正在研究運動中的高對比度圖案能否混淆捕獵者對動物去向的感知，如條紋和曲折線。然而，鑒於有關 「眩惑運動」的研究還很少，我們開發了一個網路遊戲來闡明這一理論。

由戰爭得來的教訓

事實上，這個觀點已有超過100年的歷史，即：對動物而言，與其把精力放在防止被敵人發現上，還不如把精力放在逃避追捕上——這樣效果更好。自然主義者Abbott Thayer認為，高對比度的圖案可能會混淆對運動物體的速度和方向的感知，這會使得追蹤和捕獲更加困難。

事實上，第一次和第二次世界大戰都應用過這種「眩惑運動」模式。他們試圖通過在船上畫出黑白相間的幾何圖案，來降低潛艇受到魚雷攻擊的成功率。然而，由於戰爭期間還有眾多其他因素導致海軍損失，因此，實際上並不清楚這種「眩惑運動」的預期效果。

1918年，百眼巨人號航空母艦帶有偽裝技術的船身。（圖片來源：由維基傳媒供圖。）

自然界中又是怎樣的呢？斑馬體紋醒目，自達爾文時代起，科學家就一直對這些條紋的功能爭論不休。最新的一項模擬研究認為，當斑馬運動的時候，這些條紋能夠形成與其運動方向相反的信號，這可能會迷惑捕獵者。可能有兩種視覺效應會形成「眩惑運動」偏差：車輪效應和巴伯極效應。

車輪效應是以西部電影命名的，在西部電影里，貨車上的車輪似乎通常都是向後轉動的。這是因為視覺系統在一段時間內不停地進行「快照」，並把這些快照連起來形成一個連續的場景，就像錄影膠帶一樣。在兩個抽樣事件中，如果車輪的一個輻條快速向前運動，我們就會誤認為下個輻條是在向後運動（譯者註：這主要是因為我們視覺系統形成的序列圖像速度低於輪子的轉動速度）。

巴伯極效應（也稱為孔徑效應）是指運動的條紋會混淆對真實運動方向的感知。這些由條紋產生的幻覺效應使我們很難判斷一個運動物體的速度和方向。然而，有關斑馬這方面的研究純屬理論層面，還未能檢驗這些條紋圖案是否真的會影響自然界中捕獵者的判斷。

Dazzle Bug

令人驚訝的是，直到最近，有關「眩惑運動」模式有效性的首次檢驗測試才剛剛展開。一些研究讓人充當 「捕獵者」來參與一項觸屏電腦遊戲，這些研究表明，帶有醒目圖案的目標比帶有其他圖案的目標更難以捕捉。然而，其他的研究未能發現眩惑運動模式的優勢。所以，儘管圖案能夠影響我們對運動模式的感知，但是我們仍然還不清楚這其中的主導有效因素。

你能發現這些蜘蛛么？只要你靜止不動，保護色還是很有效果的。（圖片來源：由作者J Kelley提供）

我們正在利用一款電腦遊戲—Dazzle Bug來解決運動過程中能夠逃避捕獵者的最佳圖案模式。在這款遊戲里，我們要求遊戲者把自己當作捕獵者，並試圖儘可能快地捕捉運動中的臭蟲。每個臭蟲的身體圖案模式不同，並且運動模式隨機。就像在自然界一樣，那些帶有容易捕捉圖案的臭蟲將會消失，而那些特別難以捕捉的臭蟲會存活下來。經過一段時間後，臭蟲身體上的圖案就會發生進化，它們的後代就變得更難捕捉。

這個公民科學項目能夠我們看到逃避捕獵的最有效的圖案模式。我們可以利用這些結果來研究這些圖案的視覺效果，並比較這些圖案是否與自然界真實動物身體上的圖案相匹配。

我們的發現將會為許多物種身上常見的條形圖案的作用研究提供一些觀點。這些圖案可能是為了混淆捕獵者的視覺感知而進化形成的，但也可能是在其他選擇壓力下形成的，如吸引異性、調控體溫等。在這個電腦遊戲中，如果帶有條形圖案的臭蟲得以生存和進化，這就能強有力地證明該圖案確實能夠混淆人類捕獵者的感知，這可能是通過產生上述那些效應（車輪效應和巴伯極效應）而造成的。由於對許多動物種群的運動感知幾乎是相同的，因此這些幻覺能夠迷惑許多其他的捕獵者。

如果我們發現條形圖案之外的其他圖案，如斑點、斑塊、Z型線等圖案在逃避捕獵時最為有效，那麼這個發現就會帶來其他有趣的新問題：這些圖案是如何產生混淆效應的呢？然而，不管結果如何，Dazzle Bug這款遊戲都能夠為身體圖案在幫助動物生存的進化機制上提供一些視角。

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