الأنياب الكبيرة والفكوك القوية والسرعة والرؤية المذهلة وغير ذلك الكثير هي ميزات تستخدمها الحيوانات المفترسة من جميع السلالات والمشارب في عملية الصيد. الفريسة، بدورها، لا تريد أيضًا الجلوس وأقدامها مطوية (الأجنحة، الحوافر، الزعانف، إلخ) وتبتكر المزيد والمزيد من الطرق الجديدة لتجنب الاتصال الوثيق غير المرغوب فيه بالجهاز الهضمي للمفترس. يصبح البعض سادة التمويه، وبعضهم يشوهون أنفسهم بالسم، والبعض الآخر يرمي أحشاءهم في وجه الجاني (مرحبا خيار البحر). ولكن هناك أيضًا من لا تكون آليتهم الدفاعية مرئية أو حتى مسموعة لنا. العث هو الغذاء المفضل للخفافيش. لعدة ملايين من السنين، قام كلاهما بصقل مهاراتهما في الموجات فوق الصوتية. تستخدمه الفئران للعثور على الفريسة، ويستخدمه العث للكشف عن الحيوانات المفترسة. لكن "الإنذار المسبق هو الساعد" لا يكفي بالنسبة للعث، لذلك فقد طوروا القدرة على خلق "تداخل لاسلكي" يعطل "رؤية" الخفافيش بالموجات فوق الصوتية. كيف يفعلون ذلك، في ظل إصابتهم بالصمم بنسبة 100%، وما مدى فعالية ذلك في مساعدتهم على تجنب الموت؟ سنبحث عن الإجابات في تقرير مجموعة البحث. يذهب.
أساس البحث
عندما تصطاد ليلاً، يجب أن تتمتع ببصر جيد جدًا، أو حاسة شم قوية، أو سمع ممتاز. وقد اختارت الخفافيش الخيار الأخير، إلى حد ما. استخدام تحديد الموقع بالصدى مفيد جدًا للخفافيش. أولاً، يحد الصيد ليلاً من عدد المخاطر المحتملة والمنافسة في البحث عن الطعام. ثانيا، هناك الكثير من الحشرات في الليل، مما يعني أن فرص تناول الطعام بعد الساعة 18:00 أعلى بكثير.
تنتج الخفافيش الموجات فوق الصوتية في نطاقات تردد مختلفة اعتمادا على الأنواع. علاوة على ذلك، حتى في نوع واحد، يتغير التردد بمرور الوقت: في البداية 130-150 كيلو هرتز، ثم 30-40 كيلو هرتز.
أثناء الصيد، "تطلق" الخفافيش موجات فوق صوتية "تصطدم" بالأشياء المحيطة بها، بما في ذلك الفريسة المحتملة. يلتقط الخفاش الموجات المنعكسة ويمكنه المناورة بين العوائق أو تركيز هجومه بدقة على فريسته.
عندما وزع التطور المواهب، لم يقف العث جانبًا أيضًا. فهي قادرة على إصدار ضوضاء بالموجات فوق الصوتية أو إشارات كاذبة تقنع الخفاش بأنها غير صالحة للأكل. بعض أنواع العث تستخدم التصريف. من السهل جدًا شرح هذا المصطلح غير المعتاد: هل تتذكر كيف "تغني" الصراصير في الصيف؟ هذا هو التعرق. سيد آخر مشرق، أو بالأحرى رنان، من هذه الموهبة هو الزيز.
قد يكون المصدر البديل للأصوات في العث هو "الصنجات" الإيقاعية - وهي هياكل تناسلية معدلة (نعم، أطلق العلماء على الأعضاء التناسلية التي تنتج صنجات صوتية؛ هل تعتقد أن أهل العلم يخلو من الإبداع؟).
ومع ذلك، فإن معظم أنواع العث تستخدم الصنج (يجب عدم الخلط بينه وبين الصنج) - وهي تشكيلات جلدية خاصة على سطح الجسم مع "وسادة" هوائية تحتها.
في الدراسة التي تمت مراجعتها اليوم، انتبه العلماء إلى جنس العث Yponomeuta، حيث تمتلك معظم الأنواع (وهناك حوالي مائة منها) تكوينًا غير عادي في ترسانتها - منطقة شفافة على الأجنحة بدون قشور بين عروق Cu1b
و Cu2. لقد وجد العلماء أن عدداً من التلال مجاورة لهذه المنطقة، مما قد يشير إلى أن هذه المنطقة تشارك في إنتاج الصوت من خلال التغريد (ربما).
في الصورة على اليسار (أ) تم تحديد منطقة التكوين الشفاف باللون الأبيض، وفي الصورة على اليمين (ب) صور SEM لنفس المنطقة.
لقد وضع العلماء على عاتقهم مهمة الإجابة على عدد من الأسئلة: هل تصدر هذه المنطقة الشفافة صوتًا أم لا، وما هي خصائصها الصوتية (إن كانت تنتج)، وكيف تستخدم الفراشة هذه الأصوات في حياتها.
المواضيع الرئيسية التي كان من المفترض أن تساعد في العثور على إجابات للأسئلة المذكورة أعلاه كانت أفرادًا من نوعين من العث - Y. evonymella و Y. cagnagella.
أوجد 10 اختلافات: Y. evonymella (يسار) وY. cagnagella (يمين).
تم أخذ الموضوعات من البرية بينما كانت لا تزال في مرحلة اليرقات. تم حفظ الشرانق الناتجة في حاويات خاصة 297 × 159 × 102 ملم عند درجة حرارة 21 درجة مئوية.
نتائج المراقبة
سجل العلماء رحلات جوية مجانية وثابتة للموضوعات: 15 رحلة مجانية ورحلتين ثابتتين لـ Y. evonymella؛ 2 رحلات جوية مسجلة لـ Y. cagnagella. أثناء الطيران، أصدر العث نقرات بالموجات فوق الصوتية متطابقة أثناء كل ضربة جناح (الرسوم البيانية أدناه).
مخطط طيفي للنقرات بالموجات فوق الصوتية أثناء ضربات جناح واحدة للفراشة.
يُظهر المخطط الطيفي أعلاه مناطق متعددة الألوان. الأول (الأحمر) هو نطاق تردد الأصوات التي تنتجها الفراشات من فصيلة Arctiinae ضد الخفافيش. والثاني (الأزرق) هو النطاق السمعي للخفافيش من فصيلة Eptesicus fuscus.
تم تسجيل نبضتين بالموجات فوق الصوتية أثناء التأرجح: واحدة في بداية التأرجح والثانية في نهاية التأرجح. كان خلال الدافع الأول أن تكرار النقرات كان أكبر. عدد النقرات لكل نبضة، إذا حكمنا من خلال الملاحظات، يتزامن مع عدد الخطوط في المنطقة الشفافة. في Y. evonymella، يبلغ متوسط قيمة النقرات لكل نبضة فوق صوتية 1 ± 12.6، ويوجد 1.7 شريطًا في المنطقة الشفافة (لاحظ الترقيم الموجود على صورة SEM للجناح).
بعد ذلك، قام العلماء بإزالة الصنج (مساحة 260 × 800 ميكرومتر) من 12 فردًا من Y. evonymella وسجلوا الأصوات أثناء رحلتهم قبل وبعد إزالتها. تم أيضًا حساب عدد النقرات لكل 100 مللي ثانية، وهو ما يعادل تقريبًا 3 ضربات للأجنحة.
لم يصدر سبعة أفراد أي نقرات بعد الإزالة، بينما أنتج ثمانية نقرات واحدة فقط، وأربعة أفراد أنتجوا نقرات، ولكن بأعداد أقل وبسعة أقل. كما اتضح، في هذه المناطق الأربع، لم تتم إزالة المناطق الطبلية (المناطق الشفافة) بالكامل، لذلك تم استبعادها من مزيد من التحليل.
ومن الناحية التجريبية، أكد العلماء أن فراشات كلا النوعين الاختباريين تصدر أصواتًا. الآن قرروا اختبارهم من حيث السمع (20 فردًا من النوع Y. evonymella و 4 أفراد من النوع Y. cagnagella).
قام العلماء بتشغيل الموجات فوق الصوتية بينما كان الأشخاص يطيرون بحرية في غرفة الاختبار. لم يتفاعل أي فرد مع هذا. تم تكرار التجربة، ولكن بتقسيم الأفراد حسب الأنواع إلى حاويات منفصلة، حيث كانوا في حالة راحة. ومرة أخرى، لم يتحرك أحد حتى.
في الوقت نفسه، من خلال وضع 10 أفراد من Y. evonymella في غرفة طيران واحدة، رأى العلماء رد فعل الأشخاص تجاه بعضهم البعض. وكان هو نفسه كما في الاختبارات السابقة، أي لا شيء.
ماذا عن التعرق؟ وفحص العلماء ما إذا كانت فراشات الاختبار أظهرت علامات احتكاك في أي جزء من الجسم لإصدار الأصوات. وكما اتضح، لا يوجد شيء. لاحظ حركة أجنحة العثة أثناء الطيران المتحكم به في الفيديو أدناه.
في هذا الفيديو يمكننا أن نرى ما هي التغييرات التي تحدث في موضع الأجنحة وأجزائها أثناء الرفرفة.
وفي المنطقة الشفافة قيد الدراسة، لم يلاحظ أي احتكاك على أجزاء أخرى من جسم الفراشة في أي لحظة أثناء التأرجح. ولكن النقرات تظهر بطريقة أو بأخرى. ويحدث ذلك عن طريق تدوير الجناح الخلفي على طول محوره من القاعدة إلى الطرف أثناء المرحلتين العلوية والسفلية لرفرفة الجناح.
أظهر الفحص التفصيلي لهذه العملية أنه أثناء الاستلقاء (الحركة الدورانية للطرف) في بداية السديلة، يتم طي الأجزاء الشرجية والوداجية للجناح لأسفل بالنسبة إلى الجزء الأمامي على طول أخدود الترقوة.
رحلة الفراشة، منظر جانبي.
تحدث هذه العملية من قمة الجناح إلى قاعدة الجناح، وبالتالي فإن المنطقة الشفافة تشارك أيضًا. خلال هذا، تحدث نقرات بالموجات فوق الصوتية.
يبين الجدول أعلاه نتائج تحليل عشر نقرات مسجلة في الاتجاه العرضي (90 درجة) لجميع المواضيع (14 Y. evonymella و 9 Y. cagnagella). تم تحديد المعلمات الطيفية ومدة وسعة النقرات.
بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تحليل للنقرات (5 لكل من 8 أفراد) ذات الاتجاه الأفقي (0 درجة، 45 درجة، 90 درجة و180 درجة).
متوسط مستوى الصوت لثمانية كائنات Y. evonymella تم تسجيلها من أربعة اتجاهات: 0 درجة - الميكروفون أمام العثة، 45 درجة - الجانب الأمامي، 90 درجة - الجانب، 180 درجة - الخلف.
لم تكن هناك اختلافات كبيرة: 0° و 45°، Z = 0,3، p = 1,0؛ 0° و180°، Z = -2,3، p = 0,13؛ 45° و180°، Z = -2,4، p = 0,11.
قام العلماء أيضًا بحساب المسافة التي ستسمع بها الخفافيش نقرات العث اعتمادًا على موقعها. النتائج هي كما يلي: 6.0 ± 0.4 م عند 0 درجة، 6.5 ± 0.4 م عند 45 درجة، 7.9 ± 0.7 م عند 90 درجة و 5.6 ± 0.4 م عند 180 درجة. يتم عرض هذه المؤشرات في الرسم البياني أعلاه (В).
وهنا على الرسم البياني А نرى سعة الصوت المنعكس، والتي تختلف في حدود −35 ... −43 ديسيبل عند ترددات في حدود 20 ... 160 كيلو هرتز.
للحصول على نظرة أكثر تفصيلاً على الدراسة، أوصي بشدة بإلقاء نظرة عليها .
خاتمة
يمكن أن يكون التطور عديم المبادئ، ولا يرحم، وغريبًا، وحتى مثيرًا للسخرية، كما يظهر مثال الفراشات قيد الدراسة. وعلى الرغم من أنها صماء تمامًا، إلا أن هذه المخلوقات لا تخلو من "صوت". باستخدام المناطق الشفافة على أجنحتها أثناء الرفرفة، يصدر العث نقرات فوق صوتية تربك الخفافيش المتلهفة إلى تناولها.
مثل هذا التكيف غير العادي هو حقيقة، لكنه سيثير العديد من المناقشات حول كيفية تشكله، وما هي التغييرات التطورية التي مرت بها العث لتطوير مثل هذه الآلية، وأين بدأ كل شيء.
لقد تلقينا مرة أخرى تأكيدًا بأن العالم مليء بالمخلوقات المذهلة التي لا تتوقف أبدًا عن إبهارنا بمواهبها التي لم تكن لدينا أي فكرة عنها.
وبالطبع أيام الجمعة خارج الموضوع:
هنا، كل من يعاني من رهاب العث (الخوف من العث) ربما توقف قلبه من الرعب.
شكرًا على القراءة، ابق فضوليًا واستمتع بعطلة نهاية أسبوع رائعة يا رفاق.
أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ هل تريد رؤية المزيد من المحتويات الشيقة؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية للأصدقاء ، خصم 30٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من الخوادم المبتدئة ، والتي اخترعناها من أجلك: (متوفر مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا وحتى 40 جيجا بايت DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 مراكز) 10 جيجابايت DDR4 240 جيجابايت SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية مجانًا حتى الربيع عند الدفع لمدة ستة أشهر ، يمكنك الطلب .
ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ هنا فقط في هولندا والولايات المتحدة الأمريكية! أقرأ عن
المصدر: www.habr.com