Невероятно продвинутая слуховая система, которая позволяет группе насекомых прослушивать один и тот же звук дважды каждым ухом, помогая им определить источник звука с предельной точностью, была обнаружена учеными из Университета Линкольна, Великобритания..
Новое исследование, финансируемое Leverhulme, направлено на изучение того, как Copiphora gorgonensis - кустарниковый сверчок, обитающий в Колумбии, Южная Америка, - способен слышать звуковые сигналы от потенциальных партнеров и обнаруживать источник звука.
В отличие от позвоночных, уши кустарниковых сверчков расположены на передних лапах. Каждая передняя нога имеет одно ухо ниже колена с двумя барабанными перепонками (также известными как барабанные перепонки), за которыми находится узкая цилиндрическая трубка (акустическая трахея), идущая вдоль ноги внутри и открывающаяся сбоку от тела насекомого.
Исследователи обнаружили, что один и тот же звук достигает ушей лесных сверчков дважды, в разное время и с разной амплитудой, используя внешний и внутренний пути. Барабанные перепонки в каждой ноге принимают звук с внешней стороны и изнутри через трахеальную трубку, что делает этот тип уха «приемником перепада давления». Это значительно улучшает их способность определять местонахождение источника звука.
Это важное новое открытие помогает объяснить, как эти ночные насекомые используют свои развитые слуховые системы, чтобы успешно находить своих партнеров для спаривания в темноте.
Д-р Фернандо Монтеалегре-Зи из Школы естественных наук Университета Линкольна руководил исследованием. Он объяснил: «В нашем исследовании использовались передовые технологии, чтобы показать, как эти кустарниковые сверчки получают звуковые сигналы таким образом, чтобы они могли обнаружить их первоначальный источник. Мы показали, что звук дважды достигает каждой барабанной перепонки; снаружи с нормальной скоростью звука в воздухе, а затем снова внутри через слуховую трахею внутри животного с несколько меньшей скоростью. Любопытно, что звук, проходящий внутри трахейных трубок, также усиливается, потому что трубка имеет эффект акустического рожка, немного похожего на слуховую трубу. В совокупности это означает, что эта барабанная перепонка получает сигнал дважды: первый раз с нормальной скоростью звука и без усиления, а второй раз медленнее, но громче.
"У млекопитающих уши расположены по бокам головы, и их положения и расстояния достаточно, чтобы вызвать небольшие различия во времени прихода сигнала, а также произвести разницу в амплитуде между обоими ушами. Так как эти насекомые слишком малы, чтобы иметь уши в голове, их расположение в ногах в сочетании с системой трубок позволяет насекомому слышать звук четыре раза, по два в каждом ухе. результаты объясняют, почему самки так хорошо находят в темноте лучших поющих самцов, и помогают нам понять, как работают такие чувствительные и эффективные слуховые системы."
Исследование было проведено в рамках новаторского проекта, финансируемого Leverhulme Trust, для изучения того, как насекомые развили невероятные способности к ультразвуковому слуху. Грант в размере 250 000 фунтов стерлингов был предоставлен для поддержки работы доктора Монтеалегре-З, целью которой является разработка комплексного понимания эволюции ультразвукового слуха у кустарниковых сверчков.
Выводы опубликованы в Journal of the Royal Society Interface в новой статье, автором которой является доктор Торин Йонссон, также из Школы наук о жизни Линкольна.
Д-р Йонссон сказал: «Ранее у ученых было относительно мало знаний о работе слуховой трахеи и о том, что происходит со звуковым сигналом, когда он находится внутри этой части уха. Таким образом, полученные нами результаты чрезвычайно интересны, поскольку они показывают точно так же скорость звука замедляется, чтобы задержать его достижение внутренней поверхности барабанной перепонки. Это приводит к задержке во времени и в конечном итоге означает, что насекомое имеет возможность услышать один и тот же звук дважды.
"Понимание этого высокочувствительного и очень тонкого механизма дает захватывающее представление о том, как эти насекомые используют свои уши для поиска потенциальных партнеров, а также может вдохновить другие области исследований, такие как инженерия или микроробототехника."