Grote hoektanden, sterke kaken, snelheid, ongelooflijk zicht en nog veel meer zijn kenmerken die roofdieren van alle rassen en strepen gebruiken tijdens het jachtproces. De prooi wil op zijn beurt ook niet met gevouwen poten zitten (vleugels, hoeven, flippers, enz.) en bedenkt steeds meer nieuwe manieren om ongewenst nauw contact met het spijsverteringsstelsel van het roofdier te vermijden. Sommigen worden meesters in camouflage, sommigen smeren zichzelf in met gif en sommigen gooien hun ingewanden in het gezicht van de dader (hallo zeekomkommers). Maar er zijn ook mensen wier verdedigingsmechanisme voor ons niet zichtbaar of zelfs hoorbaar is. Motten zijn een favoriet voedsel van vleermuizen. Miljoenen jaren lang hebben ze allebei hun vaardigheden op het gebied van echografie verbeterd. Muizen gebruiken het om prooien te vinden, en motten gebruiken het om roofdieren te detecteren. Maar ‘vooraf gewaarschuwd is met beide benen op de grond’ is niet genoeg voor motten, dus hebben ze het vermogen ontwikkeld om ‘radio-interferentie’ te creëren die het ultrasone ‘zicht’ van vleermuizen verstoort. Hoe doen ze dit, gezien hun 100% doofheid, en hoe effectief is het om hen te helpen de dood te voorkomen? Antwoorden zoeken we in het rapport van de onderzoeksgroep. Gaan.
Onderzoeksbasis
Als u 's nachts jaagt, moet u een zeer goed gezichtsvermogen, een scherp reukvermogen of een uitstekend gehoor hebben. De vleermuizen kozen in zekere zin voor het laatste. Het gebruik van echolocatie is zeer gunstig voor vleermuizen. Ten eerste beperkt de jacht 's nachts het aantal potentiële gevaren en de concurrentie bij het zoeken naar voedsel. Ten tweede zijn er 's nachts veel insecten, waardoor de kans op eten na 18 uur veel groter is.
Vleermuizen produceren echografie in verschillende frequentiebereiken, afhankelijk van de soort. Bovendien verandert de frequentie, zelfs bij één soort, in de loop van de tijd: in het begin 130-150 kHz en dan 30-40 kHz.
Tijdens het jagen ‘zenden’ vleermuizen ultrasone golven uit die tegen objecten om hen heen ‘botsen’, inclusief mogelijke prooien. De gereflecteerde golven worden door de vleermuis opgevangen en hij kan tussen obstakels manoeuvreren of zijn aanval nauwkeurig op zijn prooi richten.
Toen de evolutie talenten verdeelde, stonden motten ook niet opzij. Ze zijn in staat ultrasone ruis of valse signalen te produceren die de vleermuis ervan overtuigen dat ze niet eetbaar zijn. Sommige soorten motten gebruiken stridulatie. Deze ongebruikelijke term is heel gemakkelijk uit te leggen: weet je nog hoe krekels in de zomer ‘zingen’? Dit is stridulatie. Een andere heldere, of liever sonore, meester van dit talent zijn krekels.
Een alternatieve bron van geluiden bij motten kunnen percussie-castagnetten zijn - gemodificeerde genitale structuren (ja, wetenschappers noemden de geslachtsorganen die geluidscastagnetten produceren; dacht je dat mensen van de wetenschap verstoken zijn van creativiteit?).
De meeste soorten motten gebruiken echter tymbalen (niet te verwarren met cimbalen) - speciale cuticulaire formaties op het oppervlak van het lichaam met daaronder een luchtkussen.
In de vandaag beoordeelde studie hebben wetenschappers aandacht besteed aan het geslacht van motten Yponomeuta, waarin de meeste soorten (en er zijn er ongeveer honderd) een ongewone formatie in hun arsenaal hebben: een doorschijnend gebied op de vleugels zonder schubben tussen de Cu1b-aders
en Cu2. Wetenschappers hebben ontdekt dat er een aantal ruggen aan dit gebied grenzen, wat erop kan wijzen dat dit gebied betrokken is bij geluidsproductie door (mogelijk) stridulatie.
In de afbeelding aan de linkerkant (A) is het gebied van de doorschijnende formatie wit omlijnd, en in de afbeelding aan de rechterkant (B) SEM-afbeeldingen van hetzelfde gebied.
Wetenschappers hebben zichzelf tot taak gesteld een aantal vragen te beantwoorden: produceert dit doorschijnende gebied geluid of niet, wat zijn de akoestische eigenschappen ervan (zo ja), en hoe deze geluiden door de mot in zijn leven worden gebruikt.
De belangrijkste proefpersonen, die moesten helpen bij het vinden van antwoorden op de bovenstaande vragen, waren individuen van twee soorten motten: Y. evonymella en Y. cagnagella.
Zoek 10 verschillen: Y. evonymella (links) en Y. cagnagella (rechts).
De proefpersonen werden uit het wild gehaald terwijl ze zich nog in het larvenstadium bevonden. De resulterende poppen werden bewaard in speciale containers van 297 x 159 x 102 mm bij een temperatuur van 21 °C.
Observatieresultaten
De wetenschappers registreerden vrije en vaste vluchten van de proefpersonen: 15 vrije en 2 vaste vluchten van Y. evonymella; 9 geregistreerde vluchten van Y. cagnagella. Tijdens de vlucht produceerden de motten tijdens elke vleugelslag identieke ultrasone klikken (grafieken hieronder).
Spectrogram van ultrasone klikken tijdens een enkele vleugelslag van een mot.
Het spectrogram hierboven toont veelkleurige gebieden. De eerste (rood) is het frequentiebereik van geluiden geproduceerd door motten van de onderfamilie Arctiinae tegen vleermuizen. En de tweede (blauw) is het auditieve bereik van vleermuizen van de soort Eptesicus fuscus.
Tijdens de zwaai werden in totaal twee ultrasone pulsen geregistreerd: één aan het begin van de zwaai en de tweede aan het einde van de zwaai. Het was tijdens de eerste impuls dat de frequentie van de klikken groter was. Het aantal klikken per puls, te oordelen naar waarnemingen, valt samen met het aantal strepen in het doorschijnende gebied. Bij Y. evonymella is de gemiddelde waarde van klikken per ultrasone puls 1 ± 12.6, en zijn er 1.7 strepen in het doorschijnende gebied (let op de nummering op de SEM-afbeelding van de vleugel).
Vervolgens verwijderden de wetenschappers de tymbals (een oppervlakte van 260 x 800 µm) van 12 Y. evonymella-individuen en namen ze geluiden op tijdens hun vlucht voor en na de verwijdering. Ook werd het aantal klikken per periode van 100 ms geteld, wat overeenkomt met ongeveer 3 vleugelslagen.
Zeven individuen produceerden geen klikken na verwijdering, acht produceerden slechts één klik en vier produceerden klikken, maar in minder aantallen en met een lagere amplitude. Het bleek dat bij deze vier de tymbalgebieden (doorschijnende gebieden) niet volledig waren verwijderd, dus werden ze uitgesloten van verdere analyse.
Experimenteel bevestigden wetenschappers dat motten van beide testsoorten geluiden produceren. Nu besloten ze om ze te testen op gehoor (20 individuen van de soort Y. evonymella en 4 individuen van Y. cagnagella).
Wetenschappers speelden echografie terwijl proefpersonen vrij door de testruimte vlogen. Geen enkel individu reageerde hierop. Het experiment werd herhaald, maar de individuen werden per soort in afzonderlijke containers verdeeld, waar ze in rust waren. En nogmaals, niemand bewoog zelfs.
Tegelijkertijd zagen wetenschappers, door tien exemplaren van Y. evonymella in één vluchtkamer te plaatsen, de reactie van de proefpersonen op elkaar. En het was hetzelfde als bij eerdere tests, dat wil zeggen: geen.
Hoe zit het met stridulatie? De wetenschappers controleerden of de testmotten tekenen van wrijving van lichaamsdelen vertoonden om geluiden te produceren. En het bleek dat die er niet zijn. Let op de beweging van de vleugels van de mot tijdens een gecontroleerde vlucht in de onderstaande video.
In deze video kunnen we zien welke veranderingen er optreden in de positie van de vleugels en hun onderdelen tijdens het klapperen.
Met het doorschijnende gebied dat werd onderzocht, werd op geen enkel moment tijdens de zwaai wrijving waargenomen op andere delen van het lichaam van de mot. Maar de klikken verschijnen op de een of andere manier. En dit gebeurt door de achtervleugel langs zijn as te draaien van de basis naar de punt tijdens de bovenste en onderste fase van het klapperen van de vleugel.
Een gedetailleerd onderzoek van dit proces toonde aan dat tijdens supinatie (roterende beweging van het ledemaat) aan het begin van de flap de anale en jugale delen van de vleugel naar beneden vouwen ten opzichte van het voorste deel ervan langs de clavale groef.
Mottenvlucht, zijaanzicht.
Dit proces vindt plaats vanaf de punt tot aan de basis van de vleugel, dus het doorschijnende gebied is er ook bij betrokken. Hierbij vinden ultrasone klikken plaats.
De bovenstaande tabel toont de resultaten van de analyse van tien klikken geregistreerd in de dwarsrichting (90°) voor alle proefpersonen (14 Y. evonymella en 9 Y. cagnagella). Spectrale parameters, duur en amplitude van klikken werden vastgesteld.
Daarnaast werd een analyse uitgevoerd van klikken (5 voor elk van de 8 individuen) met horizontale oriëntatie (0 °, 45 °, 90 ° en 180 °).
Gemiddeld geluidsniveau van acht Y. evonymella-proefpersonen opgenomen vanuit vier richtingen: 0° - microfoon voor de mot, 45° - voorkant, 90° - zijkant, 180° - achterkant.
Er waren geen significante verschillen: 0° en 45°, Z = 0,3, p = 1,0; 0° en 180°, Z = -2,3, p = 0,13; 45° en 180°, Z = -2,4, p = 0,11.
Wetenschappers hebben ook berekend op welke afstand vleermuizen de klikken van motten zullen horen, afhankelijk van hun positie. De resultaten zijn als volgt: 6.0 ± 0.4 m bij 0°, 6.5 ± 0.4 m bij 45°, 7.9 ± 0.7 m bij 90° en 5.6 ± 0.4 m bij 180°. Deze indicatoren worden weergegeven in de bovenstaande grafiek (В).
En hier op de grafiek А we zien de amplitude van het gereflecteerde geluid, die varieert in het bereik van −35 ... −43 dB bij frequenties in het bereik van 20 ... 160 kHz.
Voor een meer gedetailleerd inzicht in het onderzoek raad ik u ten zeerste aan om een kijkje te nemen .
epiloog
Evolutie kan principeloos, meedogenloos, vreemd en zelfs ironisch zijn, zoals het voorbeeld van de onderzochte motten laat zien. Hoewel ze volledig doof zijn, zijn deze wezens niet zonder “stem”. Met behulp van doorschijnende gebieden op hun vleugels produceren motten tijdens het fladderen ultrasone klikken die vleermuizen in verwarring brengen die er graag van smullen.
Zo’n ongebruikelijke aanpassing is een feit, maar zal aanleiding geven tot nog veel meer debatten over hoe deze werd gevormd, welke evolutionaire veranderingen de motten hebben doorgemaakt om zo’n mechanisme te ontwikkelen, en waar het allemaal begon.
We kregen opnieuw de bevestiging dat de wereld vol verbazingwekkende wezens is die ons blijven verbazen met hun talenten waar we geen idee van hadden.
En natuurlijk offtopic vrijdagen:
Hier staat het hart van iedereen die lijdt aan mottefobie (angst voor motten) waarschijnlijk van afgrijzen.
Bedankt voor het lezen, blijf nieuwsgierig en een fijn weekend jongens.
Bedankt dat je bij ons bent gebleven. Vind je onze artikelen leuk? Wil je meer interessante inhoud zien? Steun ons door een bestelling te plaatsen of door vrienden aan te bevelen, 30% korting voor Habr-gebruikers op een unieke analoog van instapservers, die door ons voor u is uitgevonden: (beschikbaar met RAID1 en RAID10, tot 24 cores en tot 40GB DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps gratis tot lente bij betaling voor een periode van zes maanden kunt u bestellen .
Dell R730xd 2 keer goedkoper? Alleen hier in Nederland en de VS! Lees over
Bron: www.habr.com