De grands crocs, des mâchoires fortes, une vitesse, une vision incroyable et bien plus encore sont des caractéristiques que les prédateurs de toutes races et de tous bords utilisent dans le processus de chasse. La proie, à son tour, ne veut pas non plus s'asseoir avec les pattes repliées (ailes, sabots, nageoires, etc.) et propose de plus en plus de nouvelles façons d'éviter tout contact étroit indésirable avec le système digestif du prédateur. Certains deviennent maîtres du camouflage, certains s'enduisent de poison, et certains jettent leurs entrailles à la face de l'agresseur (bonjour les concombres de mer). Mais il y a aussi ceux dont le mécanisme de défense ne nous est ni visible ni même audible. Les papillons de nuit sont la nourriture préférée des chauves-souris. Pendant des millions d’années, ils ont tous deux perfectionné leurs compétences en échographie. Les souris l'utilisent pour trouver des proies et les papillons de nuit pour détecter les prédateurs. Mais « averti est prévenu » ne suffit pas pour les papillons de nuit, c'est pourquoi ils ont développé la capacité de créer des « interférences radio » qui perturbent la « vision » ultrasonique des chauves-souris. Comment font-ils cela, étant donné leur surdité à 100 %, et dans quelle mesure cela les aide-t-il à éviter la mort ? Nous chercherons des réponses dans le rapport du groupe de recherche. Aller.
Base de recherche
Lorsque vous chassez la nuit, vous devez avoir soit une très bonne vue, soit un odorat développé, soit une excellente ouïe. Les chauves-souris ont choisi cette dernière option, en un sens. L’utilisation de l’écholocation est très bénéfique pour les chauves-souris. Premièrement, la chasse nocturne limite le nombre de dangers potentiels et la concurrence dans la recherche de nourriture. Deuxièmement, il y a beaucoup d'insectes la nuit, ce qui signifie que les chances de manger après 18h00 sont beaucoup plus élevées.
Les chauves-souris produisent des ultrasons dans différentes gammes de fréquences selon les espèces. De plus, même chez une espèce, la fréquence change avec le temps : au début 130-150 kHz, puis 30-40 kHz.
Pendant la chasse, les chauves-souris « émettent » des ondes ultrasonores qui « s’écrasent » sur les objets qui les entourent, y compris leurs proies possibles. Les ondes réfléchies sont captées par la chauve-souris et elle peut manœuvrer parmi les obstacles ou concentrer précisément son attaque sur sa proie.
Lorsque l’évolution a distribué les talents, les papillons de nuit ne sont pas restés à l’écart. Ils sont capables de produire des bruits ultrasoniques ou de faux signaux qui convainquent la chauve-souris qu'ils ne sont pas comestibles. Certaines espèces de papillons utilisent la stridulation. Ce terme inhabituel est très simple à expliquer : vous souvenez-vous comment les grillons « chantent » en été ? C'est une stridulation. Les cigales sont un autre maître brillant, ou plutôt sonore, de ce talent.
Une source alternative de sons chez les papillons de nuit peut être les « castagnettes » à percussion - des structures génitales modifiées (oui, les scientifiques appelaient les organes génitaux qui produisent des castagnettes sonores ; pensiez-vous que les scientifiques sont dépourvus de créativité ?).
Cependant, la plupart des espèces de papillons nocturnes utilisent des tymbales (à ne pas confondre avec les cymbales) - des formations cuticulaires spéciales à la surface du corps avec un « coussin » d'air en dessous.
Dans l'étude examinée aujourd'hui, les scientifiques ont prêté attention au genre de papillons Yponomeuta, dans lequel la plupart des espèces (et il y en a une centaine) ont une formation inhabituelle dans leur arsenal - une zone translucide sur les ailes sans écailles entre les nervures Cu1b.
et Cu2. Les scientifiques ont découvert qu'un certain nombre de crêtes sont adjacentes à cette zone, ce qui peut indiquer que cette zone est impliquée dans la production de sons par stridulation (éventuellement).
Dans l'image de gauche (A), la zone de la formation translucide est délimitée en blanc, et dans l'image de droite (B), des images SEM de la même zone.
Les scientifiques se sont donné pour mission de répondre à un certain nombre de questions : cette zone translucide produit-elle ou non du son, quelles sont ses propriétés acoustiques (si c'est le cas) et comment ces sons sont utilisés par le papillon au cours de sa vie.
Les principaux sujets, censés aider à trouver des réponses aux questions ci-dessus, étaient des individus de deux espèces de papillons nocturnes : Y. evonymella et Y. cagnagella.
Trouvez 10 différences : Y. evonymella (à gauche) et Y. cagnagella (à droite).
Les sujets ont été prélevés dans la nature alors qu’ils étaient encore au stade larvaire. Les pupes résultantes ont été conservées dans des récipients spéciaux de 297 x 159 x 102 mm à une température de 21 °C.
Résultats des observations
Les scientifiques ont enregistré les vols libres et fixes des sujets : 15 vols libres et 2 vols fixes de Y. evonymella ; 9 vols enregistrés de Y. cagnagella. Pendant le vol, les papillons ont produit des clics ultrasonores identiques à chaque battement d'aile (graphiques ci-dessous).
Spectrogramme de clics ultrasonores lors d'un seul battement d'aile d'un papillon.
Le spectrogramme ci-dessus montre des zones multicolores. Le premier (rouge) est la gamme de fréquences des sons produits par les papillons nocturnes de la sous-famille des Arctiinae contre les chauves-souris. Et le deuxième (bleu) est la gamme auditive des chauves-souris de l'espèce Eptesicus fuscus.
Au total, deux impulsions ultrasonores ont été enregistrées pendant le swing : une au début du swing et la seconde à la fin du swing. C'est lors de la première impulsion que la fréquence des clics était la plus grande. Le nombre de clics par impulsion, à en juger par les observations, coïncide avec le nombre de rayures dans la zone translucide. Chez Y. evonymella, la valeur moyenne des clics pour 1 impulsion ultrasonore est de 12.6 ± 1.7, et il y a 11 bandes dans la zone translucide (notez la numérotation sur l'image SEM de l'aile).
Ensuite, les scientifiques ont retiré les tymbales (une superficie de 260 x 800 µm) de 12 individus de Y. evonymella et ont enregistré des sons pendant leur vol avant et après leur retrait. Le nombre de clics par période de 100 ms a également été compté, ce qui équivaut à environ 3 battements d'ailes.
Sept individus n'ont produit aucun clic après le retrait, huit n'ont produit qu'un seul clic et quatre ont produit des clics, mais en moins grand nombre et avec une amplitude plus faible. Il s’est avéré que dans ces quatre cas, les zones tymbales (zones translucides) n’ont pas été complètement supprimées et ont donc été exclues d’une analyse plus approfondie.
Expérimentalement, les scientifiques ont confirmé que les papillons des deux espèces testées produisent des sons. Ils ont maintenant décidé de tester leur audition (20 individus de l'espèce Y. evonymella et 4 individus de Y. cagnagella).
Les scientifiques ont joué aux ultrasons pendant que les sujets volaient librement dans la salle de test. Pas un seul individu n’a réagi à cela. L'expérience a été répétée, mais en divisant les individus par espèce dans des conteneurs séparés, où ils étaient au repos. Et encore une fois, personne n’a bougé.
Dans le même temps, en plaçant 10 individus de Y. evonymella dans une chambre de vol, les scientifiques ont observé la réaction des sujets les uns envers les autres. Et c'était la même chose que lors des tests précédents, c'est-à-dire aucun.
Et la stridulation ? Les scientifiques ont vérifié si les papillons testés montraient des signes de friction sur certaines parties du corps pour produire des sons. Et il s’est avéré qu’il n’y en a pas. Remarquez le mouvement des ailes du papillon pendant le vol contrôlé dans la vidéo ci-dessous.
Dans cette vidéo, nous pouvons voir quels changements se produisent dans la position des ailes et de leurs parties pendant le battement.
Avec la zone translucide étudiée, aucune friction n’a été observée sur d’autres parties du corps du papillon à aucun moment pendant le balancement. Mais les clics apparaissent d'une manière ou d'une autre. Et cela se produit en faisant tourner l’aile postérieure le long de son axe de la base à la pointe pendant les phases supérieure et inférieure du battement de l’aile.
Un examen détaillé de ce processus a montré que lors de la supination (mouvement de rotation du membre) au début du lambeau, les sections anale et jugale de l'aile se replient par rapport à sa partie antérieure le long du sillon claval.
Vol de papillon, vue latérale.
Ce processus se déroule de la pointe à la base de l’aile, la zone translucide est donc également impliquée. Pendant ce temps, des clics ultrasoniques se produisent.
Le tableau ci-dessus présente les résultats de l'analyse de dix clics enregistrés dans le sens transversal (90°) pour tous les sujets (14 Y. evonymella et 9 Y. cagnagella). Les paramètres spectraux, la durée et l'amplitude des clics ont été établis.
De plus, une analyse a été réalisée des clics (5 pour chacun des 8 individus) d'orientation horizontale (0°, 45°, 90° et 180°).
Niveau sonore moyen de huit sujets Y. evonymella enregistré dans quatre directions : 0° - microphone devant le papillon, 45° - face avant, 90° - côté, 180° - arrière.
Il n'y avait pas de différences significatives : 0° et 45°, Z = 0,3, p = 1,0 ; 0° et 180°, Z = -2,3, p = 0,13 ; 45° et 180°, Z = -2,4, p = 0,11.
Les scientifiques ont également calculé à quelle distance les chauves-souris entendront les clics des papillons de nuit en fonction de leur position. Les résultats sont les suivants : 6.0 ± 0.4 m à 0°, 6.5 ± 0.4 m à 45°, 7.9 ± 0.7 m à 90° et 5.6 ± 0.4 m à 180°. Ces indicateurs sont affichés dans le graphique ci-dessus (В).
Et ici sur le graphique А nous voyons l'amplitude du son réfléchi, qui varie dans la plage de -35 ... -43 dB à des fréquences comprises entre 20 et 160 kHz.
Pour un aperçu plus détaillé de l’étude, je vous recommande fortement de consulter .
Le final
L'évolution peut être sans principes, impitoyable, étrange et même ironique, comme le montre l'exemple des papillons étudiés. Bien que complètement sourdes, ces créatures ne sont pas dépourvues de « voix ». Utilisant des zones translucides sur leurs ailes pendant leurs battements, les papillons produisent des clics ultrasoniques qui déroutent les chauves-souris désireuses de s'en régaler.
Une adaptation aussi inhabituelle est un fait, mais elle donnera lieu à de nombreux autres débats sur la façon dont elle s'est formée, les changements évolutifs que les papillons ont traversés pour développer un tel mécanisme et où tout a commencé.
Nous avons une fois de plus reçu la confirmation que le monde regorge de créatures étonnantes qui ne cessent d'étonner par leurs talents dont nous n'avions aucune idée.
Et bien sûr, les vendredis hors sujet :
Ici, tous ceux qui souffrent de mottephobie (peur des mites) ont probablement le cœur arrêté d'horreur.
Merci d'avoir lu, restez curieux et passez un bon week-end les gars.
Merci de rester avec nous. Vous aimez nos articles ? Vous voulez voir du contenu plus intéressant ? Soutenez-nous en passant une commande ou en recommandant à vos amis, 30 % de réduction pour les utilisateurs Habr sur un analogue unique de serveurs d'entrée de gamme, que nous avons inventé pour vous : (disponible avec RAID1 et RAID10, jusqu'à 24 cœurs et jusqu'à 40 Go de DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 cœurs) 10 Go DDR4 240 Go SSD 1 Gbit/s gratuit jusqu'au printemps lors du paiement pour une période de six mois, vous pouvez commander .
Dell R730xd 2 fois moins cher ? Ici seulement aux Pays-Bas et aux USA ! En savoir plus
Source: habr.com