Suuret hampaat, vahvat leuat, nopeus, uskomaton näkö ja paljon muuta ovat ominaisuuksia, joita kaikenrotuiset ja raidat saalistajat käyttävät metsästysprosessissaan. Saalis puolestaan ei myöskään halua istua tassut kasassa (siivet, kaviot, räpylät jne.) ja keksivät yhä uusia tapoja välttää ei-toivottu läheinen kosketus petoeläimen ruoansulatusjärjestelmään. Osasta tulee naamioinnin mestareita, osa voitelee itsensä myrkyllä ja osa heittää sisälmyksensä rikoksentekijän päin (hei merikurkut). Mutta on myös niitä, joiden puolustusmekanismi ei ole meille näkyvissä tai edes kuultavissa. Koit ovat lepakoiden suosikkiruokaa. He molemmat hioivat ultraäänitaitojaan miljoonien vuosien ajan. Hiiret käyttävät sitä löytääkseen saalista ja koit havaitakseen saalistajia. Mutta "ennakolta varoitettu on aseistettu" ei riitä koille, joten he ovat kehittäneet kyvyn luoda "radiohäiriöitä", jotka häiritsevät lepakoiden ultraääni "näkemystä". Miten he tekevät tämän, kun otetaan huomioon heidän 100-prosenttinen kuuroutensa, ja kuinka tehokkaasti se auttaa heitä välttämään kuolemaa? Etsimme vastauksia tutkimusryhmän raportista. Mennä.
Tutkimuspohja
Kun metsästät yöllä, sinulla on oltava joko erittäin hyvä näkö, terävä hajuaisti tai erinomainen kuulo. Lepakot valitsivat tietyssä mielessä jälkimmäisen. Kaikulokaation käyttö on lepakoiden kannalta erittäin hyödyllistä. Ensinnäkin yömetsästys rajoittaa mahdollisten vaarojen määrää ja kilpailua ruoan etsinnässä. Toiseksi öisin hyönteisiä on paljon, mikä tarkoittaa, että mahdollisuudet syödä klo 18 jälkeen ovat paljon suuremmat.
Lepakot tuottavat ultraääntä eri taajuusalueilla lajista riippuen. Lisäksi jopa yhdessä lajissa taajuus muuttuu ajan myötä: alussa 130-150 kHz ja sitten 30-40 kHz.
Metsästäessään lepakot "säteilevät" ultraääniaaltoja, jotka "törmäävät" ympärillään oleviin esineisiin, mukaan lukien mahdollinen saalis. Lepakko ottaa kiinni heijastuneet aallot ja se voi liikkua esteiden keskellä tai kohdistaa hyökkäyksensä tarkasti saaliinsa.
Kun evoluutio jakoi kykyjä, koit eivät myöskään jääneet sivuun. Ne pystyvät tuottamaan ultraäänikohinaa tai vääriä signaaleja, jotka vakuuttavat lepakon, että ne eivät ole syötäväksi kelpaavia. Jotkut koilajit käyttävät stridulaatiota. Tämä epätavallinen termi on erittäin helppo selittää: muistatko kuinka sirkat "laulaa" kesällä? Tämä on stridulaatiota. Toinen kirkas tai pikemminkin sointuinen tämän lahjakkuuden mestari ovat cicadas.
Vaihtoehtoinen äänilähde koissa voi olla lyömäsoittimet "kastanetteja" - muunnettuja sukupuolielinten rakenteita (kyllä, tiedemiehet kutsuivat sukupuolielimiä, jotka tuottavat äänikastanetteja; ajattelitko, että tiedemiehet ovat vailla luovuutta?).
Useimmat koilajit käyttävät kuitenkin symbaaleja (ei pidä sekoittaa symbaaleihin) - kehon pinnalla olevia erityisiä kynsimäisiä muodostumia, joiden alla on ilmatyyny.
Tänään tarkastetussa tutkimuksessa tutkijat kiinnittivät huomiota koi-sukuun Yponomeuta, jossa useimpien lajien (ja niitä on noin sata) arsenaalissa on epätavallinen muodostus - läpikuultava alue siivissä ilman suomuja Cu1b-suonien välissä.
ja Cu2. Tutkijat ovat havainneet, että tämän alueen vieressä on useita harjuja, mikä saattaa viitata siihen, että tämä alue on mukana äänen tuottamisessa stridulaation kautta (mahdollisesti).
Vasemmalla olevassa kuvassa (A) läpikuultavan muodostelman alue on ääriviivattu valkoisella ja oikealla olevassa kuvassa (B) saman alueen SEM-kuvia.
Tiedemiehet ovat asettaneet itselleen tehtävän vastata useisiin kysymyksiin: tuottaako tämä läpikuultava alue ääntä vai ei, mitkä ovat sen akustiset ominaisuudet (jos niin) ja miten koi käyttää näitä ääniä elämässään.
Päähenkilöt, joiden oli tarkoitus auttaa löytämään vastauksia yllä oleviin kysymyksiin, olivat kahden koilajin - Y. evonymella ja Y. cagnagella - yksilöt.
Etsi 10 eroa: Y. evonymella (vasemmalla) ja Y. cagnagella (oikealla).
Koehenkilöt otettiin luonnosta vielä toukkavaiheessa. Tuloksena olevia nukkeja pidettiin erityisissä 297 x 159 x 102 mm:n säiliöissä 21 °C:n lämpötilassa.
Havaintotulokset
Tutkijat kirjasivat koehenkilöiden ilmaisia ja kiinteitä lentoja: 15 vapaata ja 2 kiinteää Y. evonymella -lentoa; 9 kirjattua Y. cagnagellan lentoa. Lennon aikana perhoset tuottivat identtisiä ultraääninaksahduksia jokaisen siivenlyönnin aikana (kaaviot alla).
Ultraääninapsautusten spektrogrammi koin yhden siivenlyönnin aikana.
Yllä oleva spektrogrammi näyttää monivärisiä alueita. Ensimmäinen (punainen) on Arctiinae-alaheimon koiperhojen lepakoita vastaan tuottamien äänien taajuusalue. Ja toinen (sininen) on Eptesicus fuscus -lajin lepakoiden kuuloalue.
Ultraäänipulssia tallennettiin keihdun aikana yhteensä kaksi: yksi heilahduksen alussa ja toinen heilahtelun lopussa. Ensimmäisen impulssin aikana napsautusten tiheys oli suurempi. Napsautusten määrä pulssia kohti, havaintojen perusteella päätellen, on sama kuin läpikuultavalla alueella olevien juovien lukumäärä. Y. evonymellassa napsautusten keskiarvo yhtä ultraäänipulssia kohti on 1 ± 12.6 ja läpikuultavalla alueella on 1.7 raitaa (huomaa siiven SEM-kuvan numerointi).
Seuraavaksi tutkijat poistivat tymbaalit (pinta-ala 260 x 800 µm) 12 Y. evonymella -yksilöstä ja nauhoittivat ääniä heidän lennon aikana ennen poistamista ja sen jälkeen. Myös napsautusten määrä 100 ms:n jaksoa kohti laskettiin, mikä vastaa noin kolmea siivenlyöntiä.
Seitsemän henkilöä ei tuottanut napsautuksia poistamisen jälkeen, kahdeksan tuotti vain yhden napsautuksen ja neljä napsautuksia, mutta vähemmän ja pienemmällä amplitudilla. Kuten kävi ilmi, näissä neljässä tymbaalialueita (läpinäkyviä alueita) ei poistettu kokonaan, joten ne jätettiin jatkoanalyysin ulkopuolelle.
Tutkijat vahvistivat kokeellisesti, että molempien testilajien koit tuottavat ääniä. Nyt he päättivät testata niiden kuuloa (20 yksilöä Y. evonymella -lajista ja 4 yksilöä Y. cagnagellasta).
Tutkijat soittivat ultraääntä, kun koehenkilöt lensivät vapaasti koehuoneessa. Yksikään henkilö ei reagoinut tähän. Koe toistettiin, mutta yksilöt jaettiin lajeittain erillisiin astioihin, joissa ne olivat levossa. Ja taas, kukaan ei edes liikkunut.
Samanaikaisesti asettamalla 10 Y. evonymella -yksilöä yhteen lentokammioon tutkijat näkivät koehenkilöiden reaktion toisiinsa. Ja se oli sama kuin aiemmissa testeissä, eli ei yhtään.
Entä stridulaatio? Tiedemiehet tarkistivat, osoittivatko koiperhot merkkejä siitä, että jokin kehon osa aiheuttaa kitkaa äänien tuottamiseksi. Ja kuten kävi ilmi, niitä ei ole. Huomaa koin siipien liike hallitun lennon aikana alla olevasta videosta.
Tällä videolla näemme, mitä muutoksia siipien ja niiden osien asennossa tapahtuu heilutuksen aikana.
Tutkittavalla läpikuultavalla alueella ei havaittu kitkaa muissa koin ruumiinosissa missään vaiheessa heilahduksen aikana. Mutta napsautukset näkyvät jotenkin. Ja tämä tapahtuu pyörittämällä takasiipeä akseliaan pitkin tyvestä kärkeen siiven räpytyksen ylä- ja alavaiheessa.
Tämän prosessin yksityiskohtainen tarkastelu osoitti, että supinaation (raajan pyörivä liike) aikana läpän alussa siiven peräaukon ja kaulan osa taittuu alas sen etuosaan nähden solkiuraa pitkin.
Moth lento, sivukuva.
Tämä prosessi tapahtuu siiven kärjestä tyveen, joten myös läpikuultava alue on mukana. Tämän aikana tapahtuu ultraääninapsautuksia.
Yllä oleva taulukko näyttää kymmenen poikittaissuunnassa (90°) tallennetun klikkauksen analyysin tulokset kaikille koehenkilöille (14 Y. evonymella ja 9 Y. cagnagella). Spektriparametrit, napsautusten kesto ja amplitudi määritettiin.
Lisäksi suoritettiin analyysi vaakasuoran suunnan (5 °, 8 °, 0 ° ja 45 °) napsautuksista (90 kullekin 180 yksilölle).
Kahdeksan Y. evonymella -kohteen keskimääräinen äänitaso tallennettu neljästä suunnasta: 0° - mikrofoni koin edessä, 45° - etupuoli, 90° - sivu, 180° - takana.
Merkittäviä eroja ei ollut: 0° ja 45°, Z = 0,3, p = 1,0; 0° ja 180°, Z = -2,3, p = 0,13; 45° ja 180°, Z = -2,4, p = 0,11.
Tiedemiehet myös laskevat, millä etäisyydellä lepakot kuulevat koiden napsautuksia sijainnistaan riippuen. Tulokset ovat seuraavat: 6.0 ± 0.4 m 0°:ssa, 6.5 ± 0.4 m 45°:ssa, 7.9 ± 0.7 m 90°:ssa ja 5.6 ± 0.4 m 180°:ssa. Nämä indikaattorit näkyvät yllä olevassa kaaviossa (В).
Ja tässä kaaviossa А Näemme heijastuneen äänen amplitudin, joka vaihtelee välillä −35 ... −43 dB taajuuksilla välillä 20 ... 160 kHz.
Jos haluat tarkastella tutkimusta tarkemmin, suosittelen tutustumista siihen .
Epilogi
Evoluutio voi olla periaatteetonta, armotonta, outoa ja jopa ironista, kuten tutkittavien koiden esimerkki osoittaa. Vaikka nämä olennot ovat täysin kuuroja, he eivät ole ilman "ääntä". Käyttämällä läpikuultavia alueita siipissään räpyttelyn aikana, koit tuottavat ultraääninaksahduksia, jotka hämmentävät lepakoita, jotka haluavat herkutella niillä.
Tällainen epätavallinen sopeutuminen on tosiasia, mutta se herättää monia keskusteluja siitä, kuinka se muodostui, mitä evoluutiomuutoksia koit kävivät läpi kehittääkseen tällaisen mekanismin ja mistä kaikki alkoi.
Saimme jälleen vahvistuksen siitä, että maailma on täynnä upeita olentoja, jotka eivät lakkaa hämmästyttämästä kykyillään, joista meillä ei ollut aavistustakaan.
Ja tietysti offtopic perjantait:
Täällä kaikkien mottefobiasta (koiden pelko) kärsivien sydän on luultavasti pysähtynyt kauhusta.
Kiitos kun luit, pysy utelias ja hyvää viikonloppua kaverit.
Kiitos, että pysyt kanssamme. Pidätkö artikkeleistamme? Haluatko nähdä mielenkiintoisempaa sisältöä? Tue meitä tekemällä tilauksen tai suosittelemalla ystäville, 30 %:n alennus Habr-käyttäjille ainutlaatuisesta lähtötason palvelimien analogista, jonka me keksimme sinulle: (saatavana RAID1:n ja RAID10:n kanssa, jopa 24 ydintä ja jopa 40 Gt DDR4-muistia).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 ydintä) 10 Gt DDR4 240 Gt SSD 1 Gbps ilmaiseksi kevääseen asti kun maksat kuuden kuukauden ajan, voit tilata .
Dell R730xd 2 kertaa halvempi? Vain täällä Hollannissa ja USA:ssa! Lukea
Lähde: will.com