ध्वनि तोड़फोड़: चमगादड़ों से सुरक्षा के रूप में पतंगों में अल्ट्रासोनिक क्लिक उत्पन्न करने के लिए तंत्र

बड़े दाँत, मजबूत जबड़े, गति, अविश्वसनीय दृष्टि और बहुत कुछ ऐसी विशेषताएं हैं जो सभी नस्लों और धारियों के शिकारी शिकार प्रक्रिया में उपयोग करते हैं। बदले में, शिकार भी अपने पंजे मोड़कर नहीं बैठना चाहता (पंख, खुर, पंख, आदि) और शिकारी के पाचन तंत्र के साथ अवांछित निकट संपर्क से बचने के लिए अधिक से अधिक नए तरीकों के साथ आता है। कुछ छलावरण में माहिर हो जाते हैं, कुछ खुद पर ज़हर छिड़क लेते हैं, और कुछ अपनी अंतड़ियों को अपराधी के चेहरे पर फेंक देते हैं (हैलो समुद्री खीरे)। लेकिन कुछ ऐसे भी हैं जिनका रक्षा तंत्र हमें दिखाई या सुनाई नहीं देता। पतंगे चमगादड़ों का पसंदीदा भोजन है। कई लाखों वर्षों तक, दोनों ने अपने अल्ट्रासाउंड कौशल को निखारा। चूहे इसका उपयोग शिकार खोजने के लिए करते हैं, और पतंगे इसका उपयोग शिकारियों का पता लगाने के लिए करते हैं। लेकिन पतंगों के लिए "पूर्वाभास का मतलब अग्रबाहु है" पर्याप्त नहीं है, इसलिए उन्होंने "रेडियो हस्तक्षेप" बनाने की क्षमता विकसित की है जो चमगादड़ों की अल्ट्रासोनिक "दृष्टि" को बाधित करती है। 100% बहरेपन को देखते हुए, वे ऐसा कैसे करते हैं, और यह उन्हें मृत्यु से बचने में कितना प्रभावी है? हम शोध समूह की रिपोर्ट में उत्तर तलाशेंगे। जाना।

अनुसंधान आधार

जब आप रात में शिकार करते हैं, तो आपको या तो बहुत अच्छी दृष्टि, गंध की गहरी समझ, या उत्कृष्ट सुनवाई की आवश्यकता होती है। चमगादड़ों ने एक तरह से बाद वाले को चुना। इकोलोकेशन का प्रयोग चमगादड़ों के लिए बहुत फायदेमंद होता है। सबसे पहले, रात में शिकार करना संभावित खतरों की संख्या और भोजन की तलाश में प्रतिस्पर्धा को सीमित करता है। दूसरे, रात में बहुत सारे कीड़े होते हैं, जिसका मतलब है कि 18:00 बजे के बाद खाने की संभावना बहुत अधिक होती है।

चमगादड़ प्रजातियों के आधार पर विभिन्न आवृत्ति रेंज में अल्ट्रासाउंड उत्पन्न करते हैं। इसके अलावा, यहां तक ​​कि एक प्रजाति में भी, समय के साथ आवृत्ति बदलती है: शुरुआत में 130-150 किलोहर्ट्ज़, और फिर 30-40 किलोहर्ट्ज़।

शिकार करते समय, चमगादड़ अल्ट्रासोनिक तरंगें "उत्सर्जित" करते हैं जो संभावित शिकार सहित उनके आस-पास की वस्तुओं में "दुर्घटनाग्रस्त" हो जाती हैं। परावर्तित तरंगों को चमगादड़ पकड़ लेता है और वह बाधाओं के बीच पैंतरेबाज़ी कर सकता है या अपने शिकार पर सटीक हमला कर सकता है।

जब विकास ने प्रतिभाओं को वितरित किया, तो पतंगे भी अलग नहीं रहे। वे अल्ट्रासोनिक शोर या गलत संकेत उत्पन्न करने में सक्षम हैं जो चमगादड़ को विश्वास दिलाते हैं कि वे अखाद्य हैं। पतंगों की कुछ प्रजातियाँ स्ट्रिड्यूलेशन का उपयोग करती हैं। इस असामान्य शब्द को समझाना बहुत आसान है: याद रखें कि गर्मियों में झींगुर कैसे "गाते" हैं? यह स्ट्रिड्यूलेशन है. इस प्रतिभा के एक और प्रतिभाशाली, या बल्कि मधुर, स्वामी सिकाडा हैं।

पतंगों में ध्वनि का एक वैकल्पिक स्रोत पर्कशन "कैस्टनेट" हो सकता है - संशोधित जननांग संरचनाएं (हां, वैज्ञानिकों ने जननांगों को कैस्टनेट कहा है जो ध्वनि उत्पन्न करते हैं; क्या आपको लगता है कि विज्ञान के लोग रचनात्मकता से रहित हैं?)।

हालाँकि, पतंगों की अधिकांश प्रजातियाँ टिम्बल्स का उपयोग करती हैं (झांझ के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए) - शरीर की सतह पर विशेष क्यूटिकल संरचनाएँ जिसके नीचे एक वायु "तकिया" होती है।

आज समीक्षा किए गए अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने पतंगों के जीनस योपोनोमुटा पर ध्यान दिया, जिसमें अधिकांश प्रजातियों (और उनमें से लगभग सौ हैं) के शस्त्रागार में एक असामान्य गठन होता है - Cu1b नसों के बीच पंखों पर बिना तराजू के एक पारभासी क्षेत्र
और Cu2. वैज्ञानिकों ने पाया है कि कई पर्वतमालाएँ इस क्षेत्र से सटी हुई हैं, जो यह संकेत दे सकती हैं कि यह क्षेत्र स्ट्रिड्यूलेशन (संभवतः) के माध्यम से ध्वनि उत्पादन में शामिल है।

बाईं ओर की छवि में (ए) पारभासी गठन का क्षेत्र सफेद रंग में उल्लिखित है, और दाईं ओर की छवि में (बी) उसी क्षेत्र की एसईएम छवियां हैं।

वैज्ञानिकों ने स्वयं को कई प्रश्नों का उत्तर देने का कार्य निर्धारित किया है: क्या यह पारभासी क्षेत्र ध्वनि उत्पन्न करता है या नहीं, इसके ध्वनिक गुण क्या हैं (यदि ऐसा होता है), और इन ध्वनियों का उपयोग कीट अपने जीवन में कैसे करता है।

मुख्य विषय, जिन्हें उपरोक्त प्रश्नों के उत्तर खोजने में मदद करनी थी, वे पतंगों की दो प्रजातियों के व्यक्ति थे - वाई. इवोनिमेला और वाई. कैग्नैगेला।

10 अंतर खोजें: Y. इवोनिमेला (बाएं) और Y. कैग्नैगेला (दाएं)।

विषयों को लार्वा अवस्था में रहते हुए ही जंगल से ले जाया गया था। परिणामी प्यूपा को 297 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 159 x 102 x 21 मिमी के विशेष कंटेनरों में रखा गया था।

अवलोकन परिणाम

वैज्ञानिकों ने विषयों की मुफ्त और निश्चित उड़ानें दर्ज कीं: वाई इवोनिमेला की 15 मुफ्त और 2 निश्चित उड़ानें; वाई कैग्नैगेला की 9 रिकॉर्ड की गई उड़ानें। उड़ान के दौरान, पतंगों ने प्रत्येक पंख की धड़कन के दौरान समान अल्ट्रासोनिक क्लिक उत्पन्न किए (नीचे ग्राफ़)।

एक पतंगे के एकल पंख की धड़कन के दौरान अल्ट्रासोनिक क्लिक का स्पेक्ट्रोग्राम।

उपरोक्त स्पेक्ट्रोग्राम बहुरंगी क्षेत्रों को दर्शाता है। पहला (लाल) चमगादड़ों के विरुद्ध आर्कटिनाई उपपरिवार के पतंगों द्वारा उत्पन्न ध्वनियों की आवृत्ति सीमा है। और दूसरा (नीला) इप्टेसिकस फ्यूस्कस प्रजाति के चमगादड़ों की श्रवण सीमा है।

झूले के दौरान कुल दो अल्ट्रासोनिक पल्स रिकॉर्ड किए गए: एक झूले की शुरुआत में और दूसरा झूले के अंत में। यह पहले आवेग के दौरान था कि क्लिकों की आवृत्ति अधिक थी। प्रति पल्स क्लिकों की संख्या, अवलोकनों के आधार पर, पारभासी क्षेत्र में धारियों की संख्या से मेल खाती है। Y. इवोनिमेला में, प्रति 1 अल्ट्रासोनिक पल्स पर क्लिक का औसत मूल्य 12.6 ± 1.7 है, और पारभासी क्षेत्र में 11 धारियां हैं (पंख की SEM छवि पर क्रमांकन नोट करें)।

इसके बाद, वैज्ञानिकों ने 260 वाई इवोनिमेला व्यक्तियों से टाइमबल्स (800 x 12 µm का एक क्षेत्र) हटा दिया और हटाने से पहले और बाद में उनकी उड़ान के दौरान ध्वनियों को रिकॉर्ड किया। प्रति 100 एमएस अवधि में क्लिक की संख्या भी गिना गया, जो लगभग 3 विंग बीट्स के बराबर है।

सात व्यक्तियों ने हटाने के बाद कोई क्लिक नहीं किया, आठ ने केवल 1 क्लिक किया, और चार ने क्लिक किया, लेकिन कम संख्या में और कम आयाम के साथ। जैसा कि यह निकला, इन चारों में, टिम्बल क्षेत्र (पारभासी क्षेत्र) पूरी तरह से नहीं हटाए गए थे, इसलिए उन्हें आगे के विश्लेषण से बाहर रखा गया था।

प्रायोगिक तौर पर, वैज्ञानिकों ने पुष्टि की कि दोनों परीक्षण प्रजातियों के पतंगे ध्वनि उत्पन्न करते हैं। अब उन्होंने उनकी सुनने की क्षमता का परीक्षण करने का निर्णय लिया (Y. इवोनिमेला प्रजाति के 20 व्यक्ति और Y. कैग्नैगेला प्रजाति के 4 व्यक्ति)।

वैज्ञानिकों ने अल्ट्रासाउंड खेला जबकि विषय परीक्षण कक्ष में स्वतंत्र रूप से उड़ रहे थे। इस पर एक भी व्यक्ति ने प्रतिक्रिया नहीं दी. प्रयोग दोहराया गया, लेकिन व्यक्तियों को प्रजातियों के आधार पर अलग-अलग कंटेनरों में विभाजित किया गया, जहां वे आराम कर रहे थे। और फिर, कोई हिला तक नहीं।

उसी समय, वाई. इवोनिमेला के 10 व्यक्तियों को एक उड़ान कक्ष में रखकर वैज्ञानिकों ने एक-दूसरे के प्रति विषयों की प्रतिक्रिया देखी। और यह पिछले परीक्षणों जैसा ही था, यानी कोई नहीं।

स्ट्रिड्यूलेशन के बारे में क्या? वैज्ञानिकों ने जाँच की कि क्या परीक्षण पतंगों में ध्वनि उत्पन्न करने के लिए शरीर के किसी हिस्से के घर्षण के लक्षण दिखाई दे रहे हैं। और जैसा कि यह निकला, कोई भी नहीं है। नीचे दिए गए वीडियो में नियंत्रित उड़ान के दौरान पतंगे के पंखों की गति पर ध्यान दें।

इस वीडियो में हम देख सकते हैं कि फड़फड़ाने के दौरान पंखों और उनके हिस्सों की स्थिति में क्या बदलाव आते हैं।

अध्ययन के तहत पारभासी क्षेत्र के साथ, झूले के दौरान किसी भी बिंदु पर पतंगे के शरीर के अन्य हिस्सों पर कोई घर्षण नहीं देखा गया। लेकिन क्लिक किसी तरह दिखाई देते हैं। और यह पंख फड़फड़ाने के ऊपरी और निचले चरण के दौरान पिछले पंख को आधार से सिरे तक अपनी धुरी पर घुमाने से होता है।

इस प्रक्रिया की विस्तृत जांच से पता चला कि फ्लैप की शुरुआत में सुपिनेशन (अंग की घूर्णी गति) के दौरान, पंख के गुदा और जुगल खंड क्लैवल ग्रूव के साथ इसके पूर्वकाल भाग के सापेक्ष नीचे की ओर मुड़ जाते हैं।

पतंगे की उड़ान, पार्श्व दृश्य।

यह प्रक्रिया सिरे से पंख के आधार तक होती है, इसलिए पारभासी क्षेत्र भी इसमें शामिल होता है। इस दौरान अल्ट्रासोनिक क्लिक होते हैं।

उपरोक्त तालिका सभी विषयों (90 वाई. इवोनिमेला और 14 वाई. कैग्नैगेला) के लिए अनुप्रस्थ दिशा (9°) में दर्ज किए गए दस क्लिकों के विश्लेषण के परिणाम दिखाती है। स्पेक्ट्रल पैरामीटर, क्लिक की अवधि और आयाम स्थापित किए गए थे।

इसके अलावा, क्षैतिज अभिविन्यास (5 °, 8 °, 0 ° और 45 °) के क्लिक (90 व्यक्तियों में से प्रत्येक के लिए 180) का विश्लेषण किया गया।

आठ Y. इवोनिमेला विषयों का औसत ध्वनि स्तर चार दिशाओं से रिकॉर्ड किया गया: 0° - कीट के सामने माइक्रोफोन, 45° - सामने की ओर, 90° - बगल, 180° - पीछे।

कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे: 0° और 45°, Z = 0,3, p = 1,0; 0° और 180°, Z = -2,3, p = 0,13; 45° और 180°, Z = -2,4, p = 0,11.

वैज्ञानिकों ने यह भी गणना की कि चमगादड़ अपनी स्थिति के आधार पर कितनी दूरी पर पतंगों की क्लिक सुनेंगे। परिणाम इस प्रकार हैं: 6.0° पर 0.4 ± 0 मीटर, 6.5° पर 0.4 ± 45 मीटर, 7.9° पर 0.7 ± 90 मीटर और 5.6° पर 0.4 ± 180 मीटर। ये संकेतक ऊपर दिए गए चार्ट में प्रदर्शित किए गए हैं (В).

और यहाँ ग्राफ़ पर А हम परावर्तित ध्वनि का आयाम देखते हैं, जो 35 ... 43 kHz की आवृत्तियों पर −20 ... −160 dB की सीमा में भिन्न होता है।

यहां आप पतंगे की आवाज़ की ऑडियो रिकॉर्डिंग सुन सकते हैं।

अध्ययन पर अधिक विस्तृत नज़र डालने के लिए, मैं इस पर एक नज़र डालने की अत्यधिक अनुशंसा करता हूँ वैज्ञानिकों की रिपोर्ट.

उपसंहार

जैसा कि अध्ययन के तहत पतंगों के उदाहरण से पता चलता है, विकास सिद्धांतहीन, निर्दयी, अजीब और यहां तक ​​कि विडंबनापूर्ण भी हो सकता है। हालांकि पूरी तरह से बहरे, ये जीव "आवाज़" के बिना नहीं हैं। फड़फड़ाने के दौरान अपने पंखों पर पारभासी क्षेत्रों का उपयोग करते हुए, पतंगे अल्ट्रासोनिक क्लिक उत्पन्न करते हैं जो उन्हें खाने के लिए उत्सुक चमगादड़ों को भ्रमित करते हैं।

ऐसा असामान्य अनुकूलन एक तथ्य है, लेकिन यह कई और बहसों को जन्म देगा कि इसका गठन कैसे हुआ, इस तरह के तंत्र को विकसित करने के लिए पतंगे किस विकासवादी परिवर्तन से गुज़रे, और यह सब कहाँ से शुरू हुआ।

हमें एक बार फिर इस बात की पुष्टि मिली कि दुनिया अद्भुत प्राणियों से भरी है जो अपनी प्रतिभा से आश्चर्यचकित होने से कभी नहीं चूकते जिनके बारे में हमें कोई अंदाज़ा नहीं था।

और, ज़ाहिर है, ऑफटॉपिक शुक्रवार:

यहां, हर कोई जो मोट्टेफोबिया (पतंगों का डर) से पीड़ित है, उसका दिल शायद डर के मारे रुक गया है।

पढ़ने के लिए धन्यवाद, उत्सुक रहें और आपका सप्ताहांत मंगलमय हो दोस्तों।

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स्रोत: www.habr.com