A nagy agyarok, az erős állkapcsok, a gyorsaság, a hihetetlen látás és még sok más olyan tulajdonságok, amelyeket minden fajtájú és sávú ragadozó használ a vadászat során. A zsákmány viszont szintén nem akar összekulcsolt mancsokkal (szárnyak, paták, uszonyok stb.) ülni, és egyre több új módszerrel áll elő, hogy elkerülje a ragadozó emésztőrendszerével való nem kívánt szoros érintkezést. Van, aki az álcázás mesterévé válik, van, aki bekeni magát méreggel, van, aki az elkövető arcába veti a belsőségét (helló tengeri uborka). De vannak olyanok is, akiknek a védekező mechanizmusa nem látható, sőt nem is hallható számunkra. A lepke a denevérek kedvenc tápláléka. Sok millió éven keresztül mindketten csiszolták ultrahangos képességeiket. Az egerek zsákmánykeresésre használják, a molyok pedig a ragadozók észlelésére. De az „előre figyelmeztetett, az előfegyverzett” nem elég a lepkék számára, ezért kifejlesztették a „rádióinterferencia” létrehozásának képességét, amely megzavarja a denevérek ultrahangos „látását”. Hogyan teszik ezt, tekintettel 100%-os süketségükre, és mennyire hatékonyan segít elkerülni a halált? Erre keressük a választ a kutatócsoport jelentésében. Megy.
Kutatási alap
Amikor éjszaka vadászik, vagy nagyon jó látással, éles szaglással vagy kiváló hallással kell rendelkeznie. A denevérek bizonyos értelemben az utóbbit választották. Az echolokáció használata nagyon előnyös a denevérek számára. Először is, az éjszakai vadászat korlátozza a potenciális veszélyek számát és a versenyt az élelem keresésében. Másodszor, sok a rovar éjszaka, ami azt jelenti, hogy sokkal nagyobb az esélye annak, hogy 18:00 óra után esznek.
A denevérek fajtól függően különböző frekvenciatartományokban bocsátanak ki ultrahangot. Sőt, még egy fajnál is változik a frekvencia az idő múlásával: kezdetben 130-150 kHz, majd 30-40 kHz.
Vadászat közben a denevérek ultrahanghullámokat „kibocsátanak”, amelyek „becsapódnak” a körülöttük lévő tárgyakba, beleértve a lehetséges zsákmányt is. A visszaverődő hullámokat a denevér elkapja, és akadályok között tud manőverezni, vagy éppen a zsákmányra irányítja támadását.
Amikor az evolúció szétosztotta a tehetségeket, a lepkék sem álltak félre. Képesek ultrahangzajt vagy hamis jeleket produkálni, amelyek meggyőzik a denevért, hogy ehetetlenek. Egyes molyfajok stridulációt alkalmaznak. Ezt a szokatlan kifejezést nagyon könnyű megmagyarázni: emlékszel, hogyan „énekelnek” a tücskök nyáron? Ez a striduláció. Ennek a tehetségnek egy másik fényes, vagy inkább hangzatos mestere a kabóca.
Alternatív hangforrás lehet a lepkékben az ütős „kasztanyett” – a nemi szervek módosult szerkezete (igen, a tudósok a nemi szerveket hangkasztányoknak nevezik; gondoltad, hogy a tudomány emberei nélkülözik a kreativitást?).
A legtöbb lepkefaj azonban dobdobot használ (nem tévesztendő össze a cintányérokkal) - speciális kutikuláris képződményeket a test felszínén, alatta légpárnával.
A ma áttekintett tanulmányban a tudósok figyelmet fordítottak az Yponomeuta lepkék nemzetségére, amelyben a legtöbb faj (és körülbelül száz van belőlük) arzenáljában szokatlan képződmény található - a szárnyakon egy áttetsző, pikkelyek nélküli terület a Cu1b erek között.
és Cu2. A tudósok azt találták, hogy számos hegygerinc található e terület mellett, ami arra utalhat, hogy ez a terület a striduláció révén részt vesz a hangképzésben (esetleg).
A bal oldali képen (A) az áttetsző formáció területe fehér, a jobb oldali képen (B) pedig ugyanennek a területnek a SEM-képei.
A tudósok számos kérdés megválaszolását tűzték ki maguk elé: ad-e hangot ez az áttetsző terület vagy sem, milyen akusztikai tulajdonságai vannak (ha igen), és hogyan használja fel ezeket a hangokat a lepke élete során.
A fő alanyok, akiknek a fenti kérdésekre kellett volna választ adniuk, két lepkefaj egyedei voltak - az Y. evonymella és a Y. cagnagella.
Keressen 10 különbséget: Y. evonymella (balra) és Y. cagnagella (jobbra).
Az alanyokat még lárvastádiumban vették ki a vadonból. Az így kapott bábokat 297 x 159 x 102 mm-es speciális tartályokban 21 °C hőmérsékleten tartottuk.
Megfigyelési eredmények
A tudósok rögzítették az alanyok szabad és rögzített repülését: 15 szabad és 2 rögzített Y. evonymella repülést; 9 rögzített Y. cagnagella repülés. Repülés közben a lepkék minden szárnycsapáskor azonos ultrahangos kattanásokat produkáltak (az alábbi grafikonok).
Ultrahangos kattanások spektrogramja egy lepke egyetlen szárnycsapása során.
A fenti spektrogram többszínű területeket mutat. Az első (piros) az Arctiinae alcsaládba tartozó lepkék által denevérek ellen keltett hangok frekvenciatartománya. A második (kék) pedig az Eptesicus fuscus fajba tartozó denevérek hallótartománya.
A hinta alatt összesen két ultrahang impulzust rögzítettek: egyet a hinta elején, a másikat pedig a hinta végén. Az első impulzus idején volt nagyobb a kattintások gyakorisága. Az impulzusonkénti kattintások száma a megfigyelések alapján egybeesik az áttetsző területen lévő csíkok számával. Az Y. evonymella esetében a kattintások átlagos értéke 1 ultrahang impulzusonként 12.6 ± 1.7, és az áttetsző területen 11 csík található (figyeljük meg a szárny SEM képén található számozást).
Ezt követően a tudósok 260 Y. evonymella egyedről eltávolították a dobhangokat (800 x 12 µm), és hangokat rögzítettek repülésük során az eltávolítás előtt és után. A 100 ms periódusonkénti kattintások számát is megszámoltuk, ami körülbelül 3 szárnyütésnek felel meg.
Hét személy nem produkált kattanást az eltávolítás után, nyolc személy csak 1 kattanást, négy pedig kattintást, de kevesebb számban és alacsonyabb amplitúdóval. Mint kiderült, ebben a négyben a dobhártya-területeket (áttetsző területek) nem távolították el teljesen, így azokat kizárták a további elemzésből.
Kísérletileg a tudósok megerősítették, hogy mindkét tesztfaj molylepke hangokat ad ki. Most úgy döntöttek, hogy tesztelik őket a hallás szempontjából (20 egyed az Y. evonymella fajból és 4 egyed az Y. cagnagella fajból).
A tudósok ultrahangot játszottak, miközben az alanyok szabadon repültek a tesztszobában. Erre egyetlen egyén sem reagált. A kísérletet megismételték, de az egyedeket fajonként külön tartályokba osztottuk, ahol nyugalomban voltak. És megint senki sem mozdult.
Ezzel egyidejűleg 10 Y. evonymella egyedet egy repülőkamrába helyezve a tudósok látták az alanyok egymásra reagálását. És ugyanaz volt, mint az előző teszteknél, vagyis egyik sem.
Mi a helyzet a stridulációval? A tudósok ellenőrizték, hogy a tesztmolyok nem mutattak-e hangokat keltő testrészek súrlódásának jeleit. És mint kiderült, nincsenek ilyenek. Figyelje meg a lepke szárnyainak mozgását irányított repülés közben az alábbi videón.
Ebben a videóban láthatjuk, milyen változások következnek be a szárnyak és részeik helyzetében a csapkodás során.
A vizsgált áttetsző területnél nem figyeltek meg súrlódást a lepke testének más részein a lengés során egyetlen ponton sem. De a kattintások valahogy megjelennek. És ez úgy történik, hogy a hátsó szárnyat a tengelye mentén forgatják az alaptól a csúcsig a szárnycsapkodás felső és alsó fázisában.
Ennek a folyamatnak a részletes vizsgálata kimutatta, hogy a supináció (a végtag rotációs mozgása) során a szárny elején a szárny anális és jugal szakasza a kulcscsontbarázda mentén az elülső részéhez képest lehajlik.
Moly repülés, oldalnézet.
Ez a folyamat a szárny csúcsától a tövéig megy végbe, így az áttetsző terület is érintett. Ennek során ultrahangos kattanások lépnek fel.
A fenti táblázat a keresztirányban (90°) rögzített tíz kattanás elemzésének eredményeit mutatja minden alanyra (14 Y. evonymella és 9 Y. cagnagella). Meghatároztuk a spektrális paramétereket, a kattintások időtartamát és amplitúdóját.
Ezenkívül a vízszintes (5 °, 8 °, 0 ° és 45 °) kattanások elemzését is elvégezték (90 személy mindegyikéhez 180-öt).
Nyolc Y. evonymella alany átlagos hangszintje négy irányból rögzített: 0° - mikrofon a lepke előtt, 45° - elülső oldal, 90° - oldal, 180° - hátul.
Nem volt szignifikáns különbség: 0° és 45°, Z = 0,3, p = 1,0; 0° és 180°, Z = -2,3, p = 0,13; 45° és 180°, Z = -2,4, p = 0,11.
A tudósok azt is kiszámolták, milyen távolságból hallják a denevérek a lepkék csattanását helyzetüktől függően. Az eredmények a következők: 6.0 ± 0.4 m 0°-nál, 6.5 ± 0.4 m 45°-nál, 7.9 ± 0.7 m 90°-nál és 5.6 ± 0.4 m 180°-nál. Ezek a mutatók a fenti táblázatban jelennek meg (В).
És itt a grafikonon А a visszavert hang amplitúdóját látjuk, amely a -35 ... -43 dB tartományban változik a 20 ... 160 kHz közötti frekvenciákon.
A tanulmány részletesebb áttekintéséhez erősen ajánlom, hogy tekintsen meg .
Epilógus
Az evolúció lehet elvtelen, könyörtelen, furcsa, sőt ironikus, amint azt a vizsgált lepkék példája is mutatja. Bár teljesen süketek, ezek a lények nem nélkülözik a „hangot”. A szárnyakon áttetsző területeket használva csapkodás közben a lepkék ultrahangos kattanásokat bocsátanak ki, amelyek megzavarják a rajtuk lakmározni vágyó denevéreket.
Egy ilyen szokatlan alkalmazkodás tény, de még több vitát fog kiváltani arról, hogyan alakult ki, milyen evolúciós változásokon mentek keresztül a lepkék egy ilyen mechanizmus kifejlesztéséhez, és hol kezdődött az egész.
Ismét megerősítést kaptunk, hogy a világ tele van csodálatos lényekkel, akik soha nem szűnnek meg ámulatba ejteni tehetségükkel, amelyekről fogalmunk sem volt.
És persze offtopic péntekek:
Itt valószínűleg mindenkinek leáll a szíve a rémülettől, aki mottefóbiában (a lepkéktől való félelem) szenved.
Köszönöm, hogy elolvastad, maradjatok kíváncsiak és kellemes hétvégét nektek.
Köszönjük, hogy velünk tartott. Tetszenek cikkeink? További érdekes tartalmakat szeretne látni? Támogass minket rendeléssel vagy ajánlj ismerőseidnek, 30% kedvezmény a Habr felhasználóknak a belépő szintű szerverek egyedülálló analógjára, amelyet mi találtunk ki Önnek: (RAID1 és RAID10, akár 24 maggal és akár 40 GB DDR4-gyel is elérhető).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 mag) 10 GB DDR4 240 GB SSD 1 Gbps tavaszig ingyenes ha fizet egy hat hónapos időszakra, akkor rendelhet .
Dell R730xd kétszer olcsóbb? Csak itt Hollandiában és az USA-ban! Olvasni valamiről
Forrás: will.com