Звучна саботажа: механизам за генерирање ултразвучни кликови кај молци како заштита од лилјаци

Големи огради, силни вилици, брзина, неверојатен вид и многу повеќе се карактеристики што предаторите од сите раси и пруги ги користат во процесот на лов. Пленот, пак, исто така не сака да седи со свиткани шепи (крилја, копита, перки и сл.) и смислува сè повеќе нови начини да избегне несакан близок контакт со дигестивниот систем на предаторот. Некои стануваат мајстори за камуфлажа, некои се мачкаат со отров, а некои ги фрлаат утробата во лицето на престапникот (здраво морски краставици). Но, има и такви чиј одбранбен механизам не ни е видлив, па дури и звучен. Молците се омилена храна на лилјаците. За многу милиони години, и двајцата ги полираа своите вештини за ултразвук. Глувците го користат за да најдат плен, а молците го користат за откривање на предатори. Но, „предупреденото е наоружано“ не е доволно за молци, па тие развија способност да создаваат „радиопречки“ што го нарушува ултразвучниот „визија“ на лилјаците. Како го прават тоа, со оглед на нивната 100% глувост, и колку е тоа ефективно да им помогне да избегнат смрт? Одговорите ќе ги бараме во извештајот на истражувачката група. Оди.

Истражувачка основа

Кога ловите ноќе, треба да имате или многу добар вид, силно сетило за мирис или одличен слух. Лилјаците го избраа второто, во извесна смисла. Употребата на ехолокација е многу корисна за лилјаците. Прво, ловот ноќе го ограничува бројот на потенцијални опасности и конкуренцијата во потрагата по храна. Второ, има многу инсекти во текот на ноќта, што значи дека шансите за јадење после 18:00 се многу поголеми.

Лилјаците произведуваат ултразвук во различни фреквентни опсези во зависност од видот. Покрај тоа, дури и кај еден вид, фреквенцијата се менува со текот на времето: на почетокот 130-150 kHz, а потоа 30-40 kHz.

За време на ловот, лилјаците „емитуваат“ ултразвучни бранови кои „удираат“ во предметите околу нив, вклучувајќи го и можниот плен. Рефлектираните бранови се фатени од лилјакот и тој може да маневрира меѓу пречките или прецизно да го фокусира својот напад на својот плен.

Кога еволуцијата дистрибуираше таленти, молците исто така не стоеја настрана. Тие се способни да произведуваат ултразвучен шум или лажни сигнали кои го убедуваат лилјакот дека не се јаде. Некои видови молци користат стридулација. Овој необичен термин е многу лесно да се објасни: се сеќавате како штурците „пеат“ во лето? Ова е стридулација. Друг светол, поточно звучен, господар на овој талент се цикадите.

Алтернативен извор на звуци кај молци може да бидат ударни „кастанети“ - модифицирани генитални структури (да, научниците ги нарекоа гениталиите што произведуваат звучни кастанети; дали мислевте дека луѓето од науката се лишени од креативност?).

Сепак, повеќето видови молци користат тимбали (да не се мешаат со кимвали) - специјални кутикуларни формации на површината на телото со воздушна „перница“ одоздола.

Во студијата разгледана денес, научниците обрнаа внимание на родот молци Yponomeuta, во кој повеќето видови (а ги има околу стотина) имаат необична формација во нивниот арсенал - проѕирна област на крилјата без лушпи меѓу вените Cu1b.
и Cu2. Научниците открија дека голем број на гребени се во непосредна близина на оваа област, што може да укаже дека оваа област е вклучена во производството на звук преку стридулација (можно).

На сликата лево (A) областа на проѕирната формација е оцртана во бела боја, а на сликата од десната страна (B) SEM слики од истата област.

Научниците си поставија задача да одговорат на голем број прашања: дали оваа проѕирна област произведува звук или не, кои се нејзините акустични својства (ако произведува) и како овие звуци ги користи молецот во својот живот.

Главните субјекти, кои требаше да помогнат да се најдат одговори на горенаведените прашања, беа поединци од два вида молци - Y. evonymella и Y. cagnagella.

Најдете 10 разлики: Y. evonymella (лево) и Y. cagnagella (десно).

Испитаниците беа земени од дивината додека се уште беа во фаза на ларви. Добиените кукли се чуваат во посебни контејнери 297 x 159 x 102 mm на температура од 21 °C.

Резултати од набљудување

Научниците забележале бесплатни и фиксни летови на субјектите: 15 бесплатни и 2 фиксни летови на Y. evonymella; 9 регистрирани летови на Y. cagnagella. За време на летот, молците произведувале идентични ултразвучни кликови при секое отчукување на крилата (графикони подолу).

Спектрограм на ултразвучни кликања при едно отчукување на крилото на молец.

Спектрограмот погоре покажува повеќебојни области. Првиот (црвено) е опсегот на фреквенција на звуците произведени од молци од подфамилијата Arctiinae против лилјаци. А втората (сина) е аудитивниот опсег на лилјаци од видот Eptesicus fuscus.

Вкупно два ултразвучни импулси беа снимени за време на замавнувањето: еден на почетокот на замавнувањето, а вториот на крајот на замавнувањето. За време на првиот импулс фреквенцијата на кликови беше поголема. Бројот на кликови по пулс, судејќи според набљудувањата, се совпаѓа со бројот на ленти во проѕирната област. Во Y. evonymella, просечната вредност на кликови на 1 ултразвучен пулс е 12.6 ± 1.7, а има 11 ленти во проѕирната област (забележете го нумерирањето на SEM сликата на крилото).

Потоа, научниците ги отстранија тимбалите (површина од 260 x 800 µm) од 12 индивидуи Y. evonymella и снимија звуци за време на нивниот лет пред и по отстранувањето. Се брои и бројот на кликови по период од 100 ms, што е еквивалент на приближно 3 отчукувања на крилата.

Седум индивидуи не направиле кликнувања по отстранувањето, осум продуцирале само 1 клик, а четири кликале, но во помал број и со помала амплитуда. Како што се испостави, во овие четири, тимбалните области (проѕирните области) не беа целосно отстранети, па беа исклучени од понатамошна анализа.

Експериментално, научниците потврдија дека молците од двата тест вида произведуваат звуци. Сега решиле да ги тестираат за слух (20 единки од видот Y. evonymella и 4 единки од Y. cagnagella).

Научниците свиреа ултразвук додека испитаниците летаа слободно во просторијата за тестирање. На ова не реагираше ниту еден поединец. Експериментот беше повторен, но поделувајќи ги поединците по видови во посебни контејнери, каде што беа во мирување. И повторно, никој не ни мрдна.

Во исто време, со ставање на 10 индивидуи на Y. evonymella во една комора за летање, научниците ја видоа реакцијата на испитаниците еден на друг. И беше исто како и на претходните тестови, односно ниту еден.

Што е со стридулацијата? Научниците проверувале дали тестните молци покажуваат знаци на триење на кој било дел од телото за да произведат звуци. И како што се испостави, ги нема. Забележете го движењето на крилјата на молецот при контролиран лет во видеото подолу.

Во ова видео можеме да видиме какви промени се случуваат во положбата на крилата и нивните делови за време на мавтањето.

Со проѕирната област што се проучува, не беше забележано триење на другите делови од телото на молецот во ниту еден момент за време на замавнувањето. Но кликовите некако се појавуваат. И ова се случува со ротирање на задното крило долж неговата оска од основата до врвот за време на горната и долната фаза на мавтањето на крилата.

Деталното испитување на овој процес покажа дека за време на супинација (ротационо движење на екстремитетот) на почетокот на размавта, аналните и југалните делови на крилото се превиткуваат надолу во однос на неговиот преден дел долж браздата на клавата.

Лет на молец, страничен поглед.

Овој процес се случува од врвот до основата на крилото, така што е вклучена и проѕирната област. За време на ова, се појавуваат ултразвучни кликови.

Табелата погоре ги прикажува резултатите од анализата на десет кликања снимени во попречната насока (90°) за сите испитаници (14 Y. evonymella и 9 Y. cagnagella). Беа воспоставени спектрални параметри, времетраење и амплитуда на кликови.

Дополнително, беше извршена анализа на кликови (5 за секоја од 8 лица) со хоризонтална ориентација (0 °, 45 °, 90 ° и 180 °).

Просечно ниво на звук од осум субјекти Y. evonymella снимени од четири насоки: 0° - микрофон пред молецот, 45° - предна страна, 90° - страна, 180° - назад.

Немаше значајни разлики: 0° и 45°, Z = 0,3, p = 1,0; 0° и 180°, Z = -2,3, p = 0,13; 45° и 180°, Z = -2,4, p = 0,11.

Научниците пресметале и на кое растојание лилјаците ќе ги слушаат кликовите на молци во зависност од нивната положба. Резултатите се следни: 6.0 ± 0.4 m на 0°, 6.5 ± 0.4 m на 45°, 7.9 ± 0.7 m на 90° и 5.6 ± 0.4 m на 180°. Овие индикатори се прикажани на табелата погоре (В).

И тука на графиконот А ја гледаме амплитудата на рефлектираниот звук, кој варира во опсег од −35 ... −43 dB на фреквенции во опсег од 20 ... 160 kHz.

Овде можете да слушате аудио снимка од звуците на молецот.

За подетален поглед на студијата, топло препорачувам да ја погледнете известуваат научниците.

Епилог

Еволуцијата може да биде непринципиелна, безмилосна, чудна, па дури и иронична, како што покажува примерот на молците што се проучуваат. Иако се целосно глуви, овие суштества не се без „глас“. Користејќи проѕирни области на нивните крилја за време на мавтање, молците произведуваат ултразвучни кликови што ги збунуваат лилјаците кои сакаат да се нагостат со нив.

Таквата необична адаптација е факт, но ќе предизвика уште многу дебати за тоа како е формирана, низ какви еволутивни промени поминале молците за да развијат таков механизам и каде започна сето тоа.

Уште еднаш добивме потврда дека светот е полн со неверојатни суштества кои не престануваат да воодушевуваат со своите таленти за кои ние немавме поим.

И, се разбира, офтопик петок:

Овде, на сите кои страдаат од мотефобија (страв од молци) веројатно им застанало срцето од ужас.

Ви благодариме за читањето, останете љубопитни и имајте одличен викенд момци.

Ви благодариме што останавте со нас. Дали ви се допаѓаат нашите написи? Сакате да видите поинтересна содржина? Поддржете не со нарачка или препорака на пријатели, 30% попуст за корисниците на Habr на уникатен аналог на сервери на почетно ниво, кој го измисливме ние за вас: Целата вистина за VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 јадра) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps од 20 долари или како да споделите сервер? (достапен со RAID1 и RAID10, до 24 јадра и до 40 GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 јадра) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps бесплатно до пролет при плаќање за период од шест месеци, можете да нарачате тука.

Dell R730xd 2 пати поевтин? Само овде 2 x Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 телевизор од 249 долари во Холандија и САД! Прочитајте за Како да се изгради инфраструктурна корп. класа со употреба на сервери Dell R730xd E5-2650 v4 вредни 9000 евра за денар?

Извор: www.habr.com