دندان‌های نیش بزرگ، آرواره‌های قوی، سرعت، دید باورنکردنی و بسیاری موارد دیگر ویژگی‌هایی هستند که شکارچیان از همه نژادها و راه راه‌ها در فرآیند شکار از آنها استفاده می‌کنند. طعمه نیز به نوبه خود نمی‌خواهد با پنجه‌های خود (بال‌ها، سم‌ها، باله‌ها و غیره) بنشیند و راه‌های جدیدتری برای جلوگیری از تماس نزدیک ناخواسته با دستگاه گوارش شکارچی ارائه می‌کند. عده ای استاد استتار می شوند، برخی خود را به سم آغشته می کنند و برخی احشاء را به صورت متخلف می اندازند (سلام خیار دریایی). اما کسانی هم هستند که مکانیسم دفاعی آنها برای ما قابل مشاهده و شنیدن نیست. پروانه ها غذای مورد علاقه خفاش ها هستند. برای میلیون‌ها سال، هر دوی آنها مهارت‌های اولتراسوند خود را جلا دادند. موش ها از آن برای یافتن طعمه و پروانه ها برای شناسایی شکارچیان استفاده می کنند. اما "پیش اخطار شده است" برای پروانه ها کافی نیست، بنابراین آنها توانایی ایجاد "تداخل رادیویی" را ایجاد کرده اند که "دید" اولتراسونیک خفاش ها را مختل می کند. با توجه به ناشنوایی 100٪ آنها چگونه این کار را انجام می دهند و چقدر در کمک به آنها برای جلوگیری از مرگ موثر است؟ در گزارش گروه پژوهشی به دنبال پاسخ خواهیم بود. برو
مبنای تحقیق
هنگامی که در شب شکار می کنید، باید بینایی بسیار خوب، حس بویایی قوی یا شنوایی عالی داشته باشید. خفاش ها به تعبیری دومی را انتخاب کردند. استفاده از پژواک برای خفاش ها بسیار مفید است. اول، شکار در شب تعداد خطرات احتمالی و رقابت در جستجوی غذا را محدود می کند. دوم اینکه شب ها حشرات زیادی وجود دارد، یعنی احتمال غذا خوردن بعد از ساعت 18:00 بسیار بیشتر است.
خفاش ها بسته به گونه، امواج فراصوت را در محدوده فرکانس های مختلف تولید می کنند. علاوه بر این، حتی در یک گونه، فرکانس در طول زمان تغییر می کند: در ابتدا 130-150 کیلوهرتز، و سپس 30-40 کیلوهرتز.
در حین شکار، خفاش‌ها امواج مافوق صوت را «ساطع می‌کنند» که به اجسام اطرافشان، از جمله طعمه‌های احتمالی، برخورد می‌کند. امواج منعکس شده توسط خفاش گرفته می شود و می تواند در میان موانع مانور دهد یا دقیقاً حمله خود را روی طعمه خود متمرکز کند.
هنگامی که تکامل استعدادها را توزیع کرد، پروانه ها نیز کنار نرفتند. آنها قادر به تولید نویز اولتراسونیک یا سیگنال های نادرستی هستند که خفاش را متقاعد می کند که آنها غیر قابل خوردن هستند. برخی از گونه های پروانه از stridulation استفاده می کنند. توضیح این اصطلاح غیرمعمول بسیار آسان است: به یاد داشته باشید که جیرجیرک ها در تابستان چگونه می خوانند؟ این استریدولاسیون است. یکی دیگر از استادان درخشان یا بهتر بگوییم خوش صدای این استعداد، سیکاداها هستند.
یک منبع جایگزین برای صداها در پروانه ها ممکن است "کاستانت های کوبه ای" باشد - ساختارهای تناسلی اصلاح شده (بله، دانشمندان اندام های تناسلی که تولید کننده صدا هستند را می نامند؛ آیا فکر می کردید اهل علم خالی از خلاقیت هستند؟).
با این حال، اکثر گونه‌های پروانه از سنج استفاده می‌کنند (نباید با سنج اشتباه گرفته شود) - تشکیلات کوتیکولی ویژه روی سطح بدن با یک "بالشتک" هوا در زیر آن.
در مطالعه ای که امروز بررسی شد، دانشمندان به جنس شب پره های Yponomeuta توجه کردند، که در آن بیشتر گونه ها (و حدود صد نفر از آنها وجود دارد) در زرادخانه خود شکل گیری غیرعادی دارند - یک ناحیه شفاف روی بال ها بدون فلس بین رگه های Cu1b.
و Cu2. دانشمندان دریافته اند که تعدادی برجستگی در مجاورت این ناحیه قرار دارند که ممکن است نشان دهنده این باشد که این ناحیه در تولید صدا از طریق stridulation (احتمالاً) درگیر است.
در تصویر سمت چپ (A) ناحیه سازند نیمه شفاف به رنگ سفید مشخص شده است و در تصویر سمت راست (B) تصاویر SEM از همان ناحیه مشخص شده است.
دانشمندان وظیفه پاسخگویی به چند سوال را بر عهده خود گذاشته‌اند: آیا این ناحیه نیمه شفاف صدا تولید می‌کند یا نه، خواص صوتی آن چیست (اگر این کار را می‌کند)، و اینکه پروانه چگونه از این صداها در زندگی خود استفاده می‌کند.
افراد اصلی که قرار بود به یافتن پاسخ سوالات فوق کمک کنند، افراد دو گونه پروانه - Y. evonymella و Y. cagnagella بودند.
10 تفاوت را پیدا کنید: Y. evonymella (سمت چپ) و Y. cagnagella (راست).
آزمودنی ها در حالی که هنوز در مرحله لاروی بودند از طبیعت گرفته شدند. شفیره های به دست آمده در ظروف مخصوص 297×159×102 میلی متر در دمای 21 درجه سانتی گراد نگهداری شدند.
نتایج مشاهده
دانشمندان پروازهای رایگان و ثابت این افراد را ثبت کردند: 15 پرواز رایگان و 2 پرواز ثابت Y. evonymella. 9 پرواز ثبت شده Y. cagnagella. در طول پرواز، پروانه‌ها در هر ضربان بال، کلیک‌های اولتراسونیک یکسانی ایجاد کردند (نمودار زیر).
طیف‌نگاری کلیک‌های اولتراسونیک در طی یک ضربان بال پروانه.
طیف‌نگار بالا نواحی چند رنگی را نشان می‌دهد. اولین (قرمز) محدوده فرکانس صداهای تولید شده توسط پروانه های زیرخانواده Arctiinae علیه خفاش ها است. و دوم (آبی) محدوده شنوایی خفاش از گونه Eptesicus fuscus است.
در مجموع دو پالس اولتراسونیک در طول نوسان ثبت شد: یکی در ابتدای نوسان و دومی در پایان نوسان. در طول اولین ضربه بود که تعداد کلیک ها بیشتر بود. تعداد کلیک ها در هر پالس، با قضاوت بر اساس مشاهدات، با تعداد نوارها در ناحیه نیمه شفاف مطابقت دارد. در Y. evonymella، مقدار متوسط کلیک در هر 1 پالس اولتراسونیک 12.6 ± 1.7 است و 11 نوار در ناحیه نیمه شفاف وجود دارد (به شماره گذاری روی تصویر SEM بال توجه کنید).
سپس، دانشمندان سنج (مساحتی به ابعاد 260 در 800 میکرومتر) را از 12 فرد Y. evonymella جدا کردند و صداها را در طول پرواز آنها قبل و بعد از برداشتن ضبط کردند. تعداد کلیک‌ها در هر دوره 100 میلی‌ثانیه نیز محاسبه شد که معادل تقریباً 3 ضربه بال است.
هفت نفر پس از حذف هیچ کلیکی ایجاد نکردند، هشت نفر فقط یک کلیک و چهار کلیک تولید کردند، اما در تعداد کمتر و با دامنه کمتر. همانطور که مشخص شد، در این چهار قسمت، نواحی تمبال (مناطق نیمه شفاف) به طور کامل حذف نشدند، بنابراین از تجزیه و تحلیل بیشتر حذف شدند.
به طور تجربی، دانشمندان تأیید کردند که پروانه های هر دو گونه آزمایشی صدا تولید می کنند. اکنون آنها تصمیم گرفتند آنها را از نظر شنوایی آزمایش کنند (20 نفر از گونه Y. evonymella و 4 نفر از Y. cagnagella).
دانشمندان در حالی که آزمودنی ها آزادانه در اتاق آزمایش پرواز می کردند، اولتراسوند پخش کردند. حتی یک نفر به این موضوع واکنش نشان نداد. آزمایش تکرار شد، اما افراد بر اساس گونه‌ها به ظروف جداگانه تقسیم شدند، جایی که آنها در حال استراحت بودند. و باز هم هیچکس حرکت نکرد.
در همان زمان، دانشمندان با قرار دادن 10 نفر از Y. evonymella در یک اتاق پرواز، واکنش سوژه ها را نسبت به یکدیگر مشاهده کردند. و مثل تست های قبلی بود یعنی هیچ.
در مورد stridulation چطور؟ دانشمندان بررسی کردند که آیا پروانه های آزمایشی نشانه هایی از اصطکاک هر قسمت از بدن برای تولید صدا را نشان می دهند یا خیر. و همانطور که معلوم شد، هیچ کدام وجود ندارد. به حرکت بال های پروانه در حین پرواز کنترل شده در ویدئوی زیر توجه کنید.
در این ویدیو می‌توانیم ببینیم که در هنگام بال زدن چه تغییراتی در موقعیت بال‌ها و قسمت‌های آنها ایجاد می‌شود.
با ناحیه نیمه شفاف مورد مطالعه، هیچ اصطکاکی در سایر قسمت های بدن پروانه در هیچ نقطه ای از چرخش مشاهده نشد. اما کلیک ها به نوعی ظاهر می شوند. و این با چرخاندن بال عقب در امتداد محور خود از پایه به نوک در طول مراحل بالا و پایین بال زدن اتفاق می افتد.
بررسی دقیق این فرآیند نشان داد که در حین سوپینیشن (حرکت چرخشی اندام) در ابتدای فلپ، بخش مقعدی و ژوگال بال نسبت به قسمت قدامی آن در امتداد شیار ترقوه به سمت پایین جمع می‌شود.
پرواز پروانه، نمای جانبی.
این فرآیند از نوک تا پایه بال رخ می دهد، بنابراین ناحیه نیمه شفاف نیز درگیر می شود. در طی این، کلیک های اولتراسونیک رخ می دهد.
جدول بالا نتایج تجزیه و تحلیل ده کلیک ثبت شده در جهت عرضی (90 درجه) برای همه افراد (14 Y. evonymella و 9 Y. cagnagella) را نشان می دهد. پارامترهای طیفی، مدت و دامنه کلیک ها ایجاد شد.
علاوه بر این، یک تجزیه و تحلیل از کلیک (5 برای هر یک از 8 نفر) با جهت افقی (0 درجه، 45 درجه، 90 درجه و 180 درجه) انجام شد.
میانگین سطح صدای هشت سوژه Y. evonymella ضبط شده از چهار جهت: 0 درجه - میکروفون در جلوی پروانه، 45 درجه - سمت جلو، 90 درجه - سمت، 180 درجه - عقب.
تفاوت معنی داری وجود نداشت: 0 درجه و 45 درجه، Z = 0,3، p = 1,0. 0 درجه و 180 درجه، Z = -2,3، p = 0,13. 45 درجه و 180 درجه، Z = -2,4، p = 0,11.
دانشمندان همچنین محاسبه کردند که خفاش ها در چه فاصله ای صدای کلیک پروانه ها را بسته به موقعیتشان می شنوند. نتایج به شرح زیر است: 6.0 ± 0.4 متر در 0 درجه، 6.5 ± 0.4 متر در 45 درجه، 7.9 ± 0.7 متر در 90 درجه و 5.6 ± 0.4 متر در 180 درجه. این شاخص ها در نمودار بالا نمایش داده شده اند (В).
و در اینجا در نمودار А ما دامنه صدای منعکس شده را می بینیم که در محدوده -35 ... -43 دسی بل در فرکانس های محدوده 20 ... 160 کیلوهرتز متغیر است.
برای نگاه دقیق تر به مطالعه، به شدت توصیه می کنم نگاهی به آن بیندازید .
خاتمه
همانطور که مثال پروانه های مورد مطالعه نشان می دهد، تکامل می تواند غیراصولی، بی رحم، عجیب و حتی طعنه آمیز باشد. اگرچه این موجودات کاملا ناشنوا هستند، اما بدون "صدا" نیستند. پروانه‌ها با استفاده از نواحی شفاف بر روی بال‌های خود در حین تکان دادن، صدای مافوق صوت تولید می‌کنند که خفاش‌هایی را که مشتاق جشن گرفتن هستند، گیج می‌کند.
چنین اقتباس غیرمعمولی یک واقعیت است، اما بحث‌های بیشتری را در مورد چگونگی شکل‌گیری آن، تغییرات تکاملی پروانه‌ها برای ایجاد چنین مکانیسمی و از کجا شروع شد، به همراه خواهد داشت.
ما یک بار دیگر تأیید دریافت کردیم که جهان پر از موجودات شگفت انگیزی است که هرگز از شگفتی کردن با استعدادهای خود دست برنمی دارند که ما هیچ ایده ای در مورد آنها نداشتیم.
و البته جمعه های خارج از موضوع:
در اینجا، همه کسانی که از موتفوبیا (ترس از شب پره) رنج می برند، احتمالاً قلبشان در وحشت متوقف شده است.
ممنون که خواندید، کنجکاو باشید و آخر هفته خوبی داشته باشید.
از اینکه با ما ماندید متشکرم آیا مقالات ما را دوست دارید؟ آیا می خواهید مطالب جالب تری ببینید؟ با ثبت سفارش یا معرفی به دوستان از ما حمایت کنید 30٪ تخفیف برای کاربران Habr در آنالوگ منحصر به فرد سرورهای سطح ورودی که توسط ما برای شما اختراع شده است: (در دسترس با RAID1 و RAID10، حداکثر 24 هسته و حداکثر 40 گیگابایت DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps رایگان تا بهار هنگام پرداخت به مدت شش ماه، می توانید سفارش دهید .
Dell R730xd 2 برابر ارزان تر است؟ فقط اینجا در هلند و آمریکا! در مورد بخوانید
منبع: www.habr.com