Вялікія іклы, моцныя сківіцы, хуткасць, неверагодны зрок і яшчэ шматлікае іншае гэта асаблівасці, якімі карыстаюцца драпежнікі ўсіх парод і масцей падчас паляванняў. Здабыча ў сваю чаргу таксама не жадае сядзець склаўшы лапкі (крылы, капыты, ласты і г.д.) і прыдумляе ўсё новыя і новыя спосабы пазбегнуць непажаданага блізкага кантакту са стрававальнай сістэмай драпежніка. Хтосьці становіцца майстрам камуфляжу, хтосьці абшмароўваецца ядам, а хтосьці шпурляе ў асобу крыўдніку свае вантробы (прывітанне марскім агуркам). Але ёсць і тыя, чый ахоўны механізм не бачны і нават не чутны для нас. Матылькі - упадабаная страва кажаноў. Шмат мільёнаў гадоў і тыя і іншыя шліфавалі свае навыкі валодання ўльтрагукам. Мышы выкарыстоўваюць яго для пошуку ахвяр, а матылькі - для выяўлення драпежніка. Але «папярэджаны значыць узброены» мала для матылькоў, таму яны выпрацавалі здольнасць ствараць «радыёперашкоды», якія парушаюць ультрагукавое «зрок» кажаноў. Як яны гэта робяць, улічваючы іх 100% глухату, і наколькі гэта эфектыўна дапамагае ім пазбегнуць гібелі? Будзем шукаць адказы ў дакладзе даследчай групы. Паехалі.
Аснова даследавання
Калі палюеш ноччу, трэба мець альбо вельмі добры зрок, альбо востры нюх, альбо выдатны слых. Кажана выбралі апошняе, у нейкім сэнсе. Выкарыстанне рэхалакацыі вельмі выгадна для кажаноў. Па-першае, паляванне ў начны час сутак абмяжоўвае колькасць патэнцыйных небяспек і канкурэнцыі ў пошуках ежы. Па-другое, уначы вельмі шмат казурак, гэта значыць шанцы паесці пасля 18:00 значна вышэй.
Кажана вырабляюць ультрагук рознага частотнага дыяпазону ў залежнасці ад выгляду. Пры гэтым нават у аднаго віду частата мяняецца з цягам часу: у пачатку 130-150 кгц, а потым 30-40 кгц.
Падчас палявання лятучыя мышы "выпускаюць" ультрагукавыя хвалі, якія "ўразаюцца" ў навакольныя яе аб'екты, у тым ліку і магчымую здабычу. Адлюстраваныя ж хвалі ўлоўліваюцца лятучай мышшу і яна можа манеўраваць сярод перашкод ці сапраўды сфакусаваць напад на здабычы.
Калі эвалюцыя раздавала таленты, матылькі таксама не стаялі ўбаку. Яны здольныя выпрацоўваць ультрагукавыя перашкоды ці ілжывыя сігналы, якія пераконваюць лятучую мыш у іх неядомасці. Некаторыя віды матылькоў выкарыстоўваюць стрыдуляцыю. Гэты незвычайны тэрмін растлумачыць вельмі проста: падушыце як цвыркуны ўлетку «спяваюць»? Вось гэта і ёсць стрыдуляцыя. Іншым жа яркім, дакладней звонкім майстрам гэтага таленту, з'яўляюцца цыкады.
Альтэрнатыўнай крыніцай гукаў у матылькоў могуць быць ударныя «кастаньеты» – мадыфікаваныя генітальныя структуры (так, навукоўцы назвалі геніталіі, якія выпрацоўваюць гук, кастаньетамі; а вы думалі людзі навукі пазбаўленыя крэатыўнасці?).
Аднак большасць відаў матылькоў выкарыстоўваюць тымбалы (не блытаць з цымбаламі) - спецыяльныя кутікульныя адукацыі на паверхні цела з паветранай «падушкай» пад нізам.
У разгляданым сёння даследаванні навукоўцы надалі ўвагу роду матылькоў Yponomeuta, у якім большасць відаў (а іх каля сотні) маюць у сваім арсенале незвычайную адукацыю - напаўпразрысты ўчастак на крылах без лускавінак паміж венамі Cu1b
і Cu2. Навукоўцы выявілі, што да гэтага ўчастку прылягае шэраг грабянёў, што можа казаць аб датычнасці дадзенай вобласці да гукаўтварэння з дапамогай стрыдуляцыі (магчыма).
На малюнку злева (А) белым абведзена вобласць напаўпразрыстага адукацыі, а на малюнку справа (У) РЭМ здымкі гэтай жа вобласці.
Навукоўцы паставілі перад сабой задачу адказаць на шэраг пытанняў: дадзены напаўпразрысты ўчастак вырабляе гук ці не, якія яго акустычныя ўласцівасці (калі вырабляе ўсё ж такі) і як гэтыя гукі прымяняюцца матыльком у яго жыцці.
Галоўнымі ж падыспытнымі, якія павінны былі дапамагчы знайсці адказы на вышэйпастаўленыя пытанні, сталі асобіны двух відаў матылькоў - Y. evonymella і Y. cagnagella.
Знайдзіце 10 адрозненняў: Y. evonymella (злева) і Y. cagnagella (справа).
Падыспытныя былі ўзятыя з дзікай прыроды яшчэ на стадыі лічынак. Лялькі, якія ўтварыліся, утрымліваліся ў спецыяльных кантэйнерах 297 х 159 х 102 мм пры тэмпературы 21 °C.
Вынікі назіранняў
Навукоўцы зрабілі запіс вольных і фіксаваных палётаў падыспытных: 15 вольных і 2 фіксаваных палёту Y. evonymella; 9 фіксаваных палётаў Y. cagnagella. Падчас палётаў матылькі выраблялі аднолькавыя ўльтрагукавыя пстрычкі падчас кожнага ўзмаху крылаў (графікі ніжэй).
Спектраграма ўльтрагукавых пстрычак падчас аднаго ўзмаху крыламі матылька.
На спектраграме вышэй бачныя рознакаляровыя ўчасткі. Першыя (чырвоныя) гэта частотны дыяпазон гукаў, якія прадуцыруюцца матылькамі подсемейства Arctiinae супраць кажаноў. А другія (сінія) гэта слыхавы дыяпазон лятучых мышэй выгляду Eptesicus fuscus.
Усяго ўльтрагукавых імпульсаў падчас узмаху было зафіксавана два: адзін у пачатку ўзмаху і другі ў канцы ўзмаху. Менавіта падчас першага імпульсу частата пстрычак была больш. Лік пстрычак на адзін імпульс, калі меркаваць па назіраннях, супадае з лікам палос на напаўпразрыстым участку. У Y. evonymella сярэдняе значэнне пстрычак на 1 ультрагукавы імпульс роўна 12.6 ± 1.7, а палос на напаўпразрыстым участку ў іх 11 (звярніце ўвагу на нумарацыю на РЭМ здымку крыла).
Далей навукоўцы выдалілі тымбалы (вобласць 260 х 800 мкм) у 12 асобін Y. evonymella і запісалі гукі падчас іх палёту да і пасля выдалення. Таксама была падлічана колькасць пстрычак за перыяд у 100 мс, што з'яўляецца эквівалентам прыкладна 3 узмахаў крыла.
Сем асобін пасля выдалення не выраблялі пстрычак, восем - толькі 1 пстрычка, а чацвёра выраблялі пстрычкі, але ў меншай колькасці і з ніжэйшай амплітудай. Як высветлілася ў гэтай чацвёркі вобласці тымбалаў (напаўпразрыстыя ўчасткі) былі выдаленыя не цалкам, таму іх выключылі з далейшага аналізу.
Доследным шляхам навукоўцы пацвердзілі, што матылькі абодвух падыспытных відаў вырабляюць гукі. Цяпер іх вырашылі праверыць на слых (20 асобін выгляду Y. evonymella і 4 асобіны Y. cagnagella).
Навукоўцы прайгравалі ўльтрагук, пакуль падыспытныя вольна лёталі ў тэставым памяшканні. Ні адна асобіна не адрэагавала на гэта. Эксперымент паўтарылі, але падзяліўшы асобін па відах у асобныя кантэйнеры, дзе яны знаходзіліся ў стане спакою. І зноў жа ніхто нават не зварухнуўся.
Пры гэтым, змясціўшы 10 асобін Y. evonymella ў адну камеру для палётаў, навукоўцы ўбачылі рэакцыю падыспытных сябар на сябра. І яна была такой жа, як і ў папярэдніх тэстах, то бок ніякай.
А што ж са стрыдуляцыяй? Навукоўцы праверылі ці ёсць прыкметы трэння якіх-небудзь частак цела для вытворчасці гукаў у падыспытных матылькоў. І як аказалася, такіх няма. Звярніце ўвагу на рухі крылаў матылька падчас кантраляванага палёту на відэа ніжэй.
На дадзеным відэа мы можам бачыць якія адбываюцца змены ў становішчы крылаў і іх частак падчас узмаху.
З доследным напаўпразрыстым участкам не было заўважана трэнні іншых участкаў цела матылька ў любой з момантаў узмаху. Але пстрычкі ж неяк з'яўляюцца. І адбываецца гэта пасродкам кручэння задняга крыла ўздоўж сваёй восі ад падставы да кончыка падчас верхняй і ніжняй фаз узмаху крыламі.
Дэталёвы разгляд гэтага працэсу паказаў, што падчас супинации (круцільны рух канечнасцю) у пачатку ўзмаху анальны і поўдзень аддзелы крыла складаюцца ўніз адносна яго пярэдняй часткі ўздоўж клавальнай разоры.
Палёт матылька, выгляд збоку.
Гэты працэс працякае ад вяршыні да падставы крыла, такім чынам напаўпразрыстая вобласць таксама задзейнічаецца. Падчас гэтага і ўзнікаюць ультрагукавыя пстрычкі.
У табліцы вышэй паказаны вынікі аналізу дзесяці пстрычак, зафіксаваных у папярочным кірунку (90 °) ва ўсіх падыспытных (14 Y. evonymella і 9 Y. cagnagella). Былі ўстаноўлены спектральныя параметры, працягласць і амплітуда пстрычак.
Акрамя гэтага быў праведзены аналіз і пстрычак (па 5 на кожнага з 8 асобін) гарызантальнай накіраванасці (0 °, 45 °, 90 ° і 180 °).
Сярэдняе значэнне ўзроўню гукаў васьмі падыспытных Y. evonymella, зафіксаваных з чатырох напрамкаў: 0 ° - мікрафон спераду ад матылька, 45 ° - спераду збоку, 90 ° - збоку, 180 ° - ззаду.
Адмысловых адрозненняў не было выяўлена: 0 ° і 45 °, Z = 0,3, p = 1,0; 0 ° і 180 °, Z = -2,3, p = 0,13; 45 ° і 180 °, Z = -2,4, р = 0,11.
Таксама навукоўцы разлічылі на якой адлегласці лятучыя мышы будуць чуць пстрычкі матылькоў у залежнасці ад становішча. Вынікі наступныя: 6.0 ± 0.4 м пры 0 °, 6.5 ± 0.4 м пры 45 °, 7.9 ± 0.7 м пры 90 ° і 5.6 ± 0.4 м пры 180 °. Гэтыя паказчыкі адлюстраваны ў выглядзе дыяграмы вышэй (В).
А вось на графіцы А мы бачым амплітуду адлюстраванага гуку, якая вар'іруецца ў дыяпазоне −35 … −43 дб пры частотах у дыяпазоне 20…160 кгц.
Для больш дэталёвага азнаямлення з даследаваннем настойліва рэкамендую зазірнуць у .
Эпілог
Эвалюцыя можа быць беспрынцыповай, бязлітаснай, дзіўнай і нават іранічнай, як паказвае прыклад доследных матылькоў. Будучы абсалютна пазбаўленымі слыху, гэтыя стварэнні не пазбаўленыя "галасы". Выкарыстоўваючы напаўпразрыстыя ўчасткі на крылах падчас узмахаў, матылькі выдаюць ультрагукавыя пстрычкі, якія збіваюць з панталыку якія прагнуць імі паласавацца лятучых мышэй.
Такая незвычайная прынада гэта факт, але ён спародзіць яшчэ нямала дэбатаў на тэму таго, як яно ўтварылася, якія эвалюцыйныя змены прайшлі матылькі для развіцця падобнага механізму, і з чаго ўсё пачыналася.
Мы лішні раз атрымалі пацверджанне, што свет поўны дзіўных стварэнняў, якія не перастаюць дзівіць сваімі талентамі, аб якіх мы і не здагадваліся.
І, вядома ж, пятніцы офтоп:
Тут ва ўсіх, хто пакутуе мотэфобіяй (баіцца матылькоў), мусіць сэрца спынілася ад жаху.
Дзякую за ўвагу, заставайцеся цікаўнымі і выдатных усім выходных, хлопцы.
Дзякуй, што застаяцеся з намі. Вам падабаюцца нашыя артыкулы? Жадаеце бачыць больш цікавых матэрыялаў? Падтрымайце нас аформіўшы замову або парэкамендаваўшы знаёмым, 30% зніжка для карыстальнікаў Хабра на ўнікальны аналаг entry-level сервераў, які быў прыдуманы намі для Вас: (даступныя варыянты з RAID1 і RAID10, да 24 ядраў і да 40GB DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps да вясны бясплатна пры аплаце на тэрмін ад паўгода, замовіць можна .
Dell R730xd у 2 разы танней? Толькі ў нас у Нідэрландах і ЗША! Чытайце аб тым
Крыніца: habr.com