Контрзатінення, або закон Теєра — метод природного камуфляжа, при якому забарвлення тварини темніше на її зазвичай освітленій соцем верхній стороні та світліше на нижній, зазвичай затемненій стороні тіла, що дозволяє усунити або порушити ефект природної тіні. Ця закономірність спостерігається у багатьох видів ссавців, рептилій, птахів, риб і комах, як у хижаків, так і у їх потенційної здобичі. На відміну від схожого активного метода камуфляжа — контросвітлення, контрзатінення є пасивним методом камуфляжа, при якому для усунення природного ефекту затінення використовується лише пігментне забарвлення, нанесення фарби на техніку або наявність меланіну в шкірі тварин.
У військовій справі контрзатінення використовувалось для маскування літаків.
Принцип дії Коли сонячне світло падає зверху на рівномірно забарвлений тривимірний об'єкт, його верхня сторона виглядає світлішою, а нижня — за рахунок тіні темнішою, з поступовим переходом одного кольору в інший. Завдяки такому розподіленому по контуру градієнту світла й тіні, об'єкт виглядає в своїй звичній для ока затіненій формі і, відповідно, оку легше його виявити серед навколишнього середовища.Класичний принцип контрзатінення, відкритий в 1909 році художником Ебботтом Гендерсоном Теєром, полягає у протиставленні забарвлення тварини природному ефекту затінення, коли окрас тварини змінюється від темніших до світліших кольорів в протилежному до сонячного світла напрямку. Теоретично, це могло б бути корисним для використання військовим камуфляжем, але на практиці цей метод застосовували рідко, незважаючи на великі зусилля самого Теєра під час Першої світової війни, а пізніше зоолога Г'ю Бемфорда Котта під час Другої світової,.
В XXI столітті науковці, як-от Ганна РоулендRowland, Hannah M. (2009) обговорювали можливі функції різних моделей контрзатінення у тварин і припускали, що може існувати кілька функцій такого типу забарвлення, включаючи:
звуження контуру та маскування під фон при погляді збоку; відповідність навколишньому фону при погляді на тварину зверху або знизу, що передбачає окремі колірні схеми для верхньої та нижньої частини тварини; облітерація (зглажування) контуру тварини при погляді зверху; низка інших, переважно не перевірених некамуфляжних теорій.
Схожий на контрзатінення за методом своєї дії камуфляжний механізм — контросвітлення, який для «вирівнювання» освітленості всього контуру об'єкта до рівня фактичної освітленості фону використовує не окраску, освітлення за допомогою біолюмінесценції або штучних джерел світла. Маскування за допомогою контросвітлення поширене у морських організмів, таких як кальмари. Були створені прототипи контросвітлення для використання на військових кораблях та літаках, але цей метод або взагалі ніколи не використовувався у війні, або використовувався дуже рідко.
Перевернуте контрзатінення, коли нижня частина тварини окрашена темніше, ніж верхня, ще більше посилює створений тінню контраст між осітленою і затіненою частинами тварини і робить її більш помітною. Така окраска зустрічається у тварин, які можуть завдати неприємної шкоди потенційному нападнику і попереджають його про це, прагнучи запобігнути нападу, наприклад у скунсів або отруйних комах чи земноводних і використовується як застереження для потенційних хижаків. Однак тварини, які переважну більшість часу перебувають в позиції догори ногами і не мають надійних засобів захисту, такі як нільський сом і гусениця місячної молі, використовують перевернуте контрзатінення саме для маскування (див. ілюстрацію справа).
Ранні дослідження
Англійський зоолог Едвард Бегналл Поултон, автор праці «Забарвлення тварин» (1890) виявив ефект контрзатінення у різних комах, у тому числі у лялечки метелика мінливця великого (Apatura iris)Poulton, 1888., личинок гусениці сірчастої молі Opisthograptis luteolata та п'ядуна березового Biston betulariaPoulton, 1887.Thayer, 1909. p 22.. Однак він не використовував сам термін контрзатінення, а також не припускав, що ефект може мати широке використванняRowland, 2009..
Американський художник Ебботт Гендерсон Теєр був одним із перших, хто cbcntvyj вивчав і детально описав ефект контрзатінення. У своїй книзі 1909 року «Маскувальне забарвлення в царстві тварин» він описав та проілюстрував контрзатінювання фотографіями та малюнками, через що контрзатінення іноді називають «Законом Теєра». Теєр також дещо самовпевнено і, мабуть помилково, стверджував, що майже всі тварини використовують контрзатіненняThayer, 1909.:
Теєр спостерігав і зобразив ряд прикладів, у тому числі гусеницю молі Actias luna, як у її звичному положенні під час годівлі догори ніжками, коли контрзатінення робить її однотоноою і непомітною серед зовнішнього фону, так і штучно перевернуто з цього положення ніжками донизу, де сонячне світло та перевернуте контрзатінення разом створюють дуже контрастне затінення, що робить сілует цієї гусені дуже помітнимThayer, 1909. Plate XII.. У 1902 році Теєр отримав патент на проект покраски підводних та надводних, кораблів за принципом контрзатінення, але не зміг переконати ВМС США прийняти його ідеїGoldstein, 2009, pp. 233—235..
Г'ю Бемфорд Котт у своїй книзі «Адаптивне забарвлення у тварин» 1940 року описав багато випадків контрзатінення, дотримуючись загального підходу ТеєраCott, 1940. pp. 35–46., але критикував його надмірні твердження прот те, що майже усі тварини в своїй окрасці використовують контрзатінення. Котт відгукувався про це, що «Теєр доводить теорію до фантастичної крайності»Cott, 1940. pp. 172—173..
Як Теєр, так і Котт включили до своїх книг фотографії білого півня на білому тлі, щоб підкреслити, що, за словами Теєра: «монохромний об'єкт не можливо „приховати“ на будь-якому фоні»Thayer, 1909. Caption to Figure 7., або за словами Котта: «однієї схожості кольорів об'єкта і фона недостатньо для приховування»Cott, 1940. Caption to Plate 7.. Котт пояснив це
Застосування
У тварин
Окраска за принципом контрзатінення спостерігається у широкого набору тварин, як наземних, таких як олені, так і морських, таких як акулиONR, 2013., як серед хижаків, так і серед їх потенційної здобичіCott, 1940. p. 40.. Контрзатінення зустрічається у тварин поряд з іншими формами камуфляжу, включаючи мімікрію та деформаційне забарвленняCott, 1940. p37..
Серед морських тварин контрзатінення зустрічається у блакитних акул, оселедеців та дельфінів, в той час такі риби, як скумбрія та риба-сержант, контрзатінені за допомогою смуг або плямCott, 1940. p41.
Контрзатінення використовували вже мезозойські морські рептилії. Скам'яніла шкіра, пігментована темним евмеланіном, показує, що іхтіозаври, шкірясті черепахи та мозазаври мали темну спину та світлий живіт. У 2011 році палеонтологи виявили надзвичайно добре збережену скам'янілість динозавра — майже цілого анкілозавра із збереженими зубчастими шипами, костяними накладками та дивовижно збереженими шкірою, зокрема на обличчі. Анкілозавр-цератопс Psittacosaurus так само був контрзатінений, маючи на увазі, що його хижаки виявляли свою здобич, виводячи форму з затінення. Компютерне моделювання показало, що цей динозавр був оптимально затінений для закритого середовища проживання, такого як ліс.
Контросвітлення Інша форма камуфляжу тварин, яка називається контросвітленням, використовує біолюмінесценцію для підвищення освітленості тварини до кольору навколишнього середовищаYoung and Roper, 1977.. Такий тип камуфляжа поширений серед пелагічних риб і безхребетних, особливо серед кальмарів. Це робить контросвітлену тварину практично невидимою для хижаків, які дивляться на неї знизу проти світлаYoung and Roper, 1976.. Таким чином, контросвітлення можна розглядати як розширення за межі того, що може досягти контрзатінення. Там, де контрзатінення лише зафарбовує тіні, контросвітлення може додавати фактичне освітлення, забезпечуючи ефективний камуфляж у мінливих умовах, у тому числі, якщо фон достатньо яскравий, щоб тварина, яка не має контросвітлення, виглядала на ньому як затемнений контурJones, 2004. p. 1151..
Військове використання
Контрзатінення, як і контросвітлення, рідко застосовувалося для військового камуфляжу на практиці, хоча й не тому, що військове начальство не було про нього повідомлене. Як Еббот Теєр під час Першої світової війни, так і Г'ю Котт під час Другої світової війни пропонували збройним силам своїх країн використовувати контрзатінення для маскування військової техніки. Кожному з них вдалось продемонстрував ефективність контрзатінення військових об'єктів на практиці, але жоден з них так і не зумів переконати керівництво своїх збройних сил прийняти саме цей метод камуфляжу, хоча їх зусилля й вплинули на остаточне рішення військових все-ж таки використати камуфляж, хоча й іншого типу, для маскування військової техніки під час обох світових війн.
Котт був протеже Джона Грема Керра, який під час Першої світової війни програв Норману Вілкінсону суперечку щодо авторства винаходу сліпучого камуфляжа для кораблів. У 1939 році Вілкінсон все-ще залишався впливовим інспектором з камуфляжу і у нього були власні підстави, щоб не симпатизувати учню свого супротивника. Котта запросили замаскувати 12-дюймову рейкову гармату, щоб сфотографувати її поруч із такою-ж гарматою, закамуфльованою звичайним способом. Котт ретельно поєднав деформаційне забарвлення, щоб розбити обриси ствола гармати, з контрзатіненням, щоб прибрати з нього тінь. Відтак обидві гармати сфотографували з повітря під різними кутами, і, на думку Пітера Форбса, «результат був чудовим»Forbes, 2009. p. 150.. Гармата Котта була ледве помітна навіть для людини, яка точно знала, де і що шукати, тоді як інша гармата завжди була добре помітна". Влада вагалася, мабуть збентежена доказами того, що Котт мав рацію, і врешті заявила, що запропонований метод контрзатінення буде неможливо застосовувати у великих масштабах, оскільки для нагляду за кожною гарматою знадобиться експерт-зоолог. Відтак Котта відправили до Африки у склад Управління камуфляжу командування Близького Сходу, Масштабне застосування камуфляжа за участі Котта під час операції «Бертрам» дозволило британцям виграти на африканському театрі бойових дій вирішальну Битву за Аламейн, тоді як Керр безуспішно намагався втрутився, закликаючи повернути Котта додому і застосувати для маскування техніки запропоновані ним ідеї камуфляжаForbes, 2009. pp. 142—146, 149—151, 156..
Австралійський зоолог Вільям Дайкін у своїй книзі «Мистецтво камуфляжу» 1941 року досить докладно наслідував Теєра в описі контрзатінювання, і у 1942 році його книга була перевидана як військовий довідник. Дейкін сфотографував моделі білих птахів, подібно до того, як це робили раніше Теєр і Котт, і стверджував, що бойове спорядження повинне бути контрзатіненоElias, 2011..
Контрзатінення було описано в «Принципах камуфляжу» Військового міністерства США 1943 року, де після чотирьох абзаців теорії та ще одного, присвяченого використанню камуфляжа в природі, дається така порадаAnon, 1943.:
Винахідники продовжували підтримувати військове використання контрзатінення, наприклад, в 2005 році в США було видано патент на камуфляж для одностроїв, що включає контрзатінювання у формі «статистичного контрзабарвлення» з різними розмірами округлих темних плям на світлішій основіTooley, 2005..
Дослідження Аріеля Танкуса та Єхезкеля Єшуруна, які вивчали «camouflage breaking», автоматизоване виявлення таких об'єктів, як танки, показало, що аналіз зображень на об'ємність шляхом пошуку градієнту тіні, може бути «порушеним дуже сильним камуфляжем, який може ввести в оману навіть людей». Точніше, зображення шукаються в місцях, де градієнт яскравості перетинає нуль, наприклад лінія, де затемнена частина починає світлішатиTankus and Yeshurun, 2013..
Принцип дії