Pengalihan suara: mekanisme untuk menghasilkan klik ultrasonik di ngengat malam hari sebagai perlindungan terhadap kelelawar

Taring besar, rahang yang kuat, kecepatan, penglihatan yang luar biasa dan banyak lagi adalah fitur yang digunakan oleh predator dari semua ras dan garis dalam proses berburu. Mangsa, pada gilirannya, juga tidak ingin duduk diam di dekat kaki (sayap, kuku, sirip, dll.) Dan menghasilkan lebih banyak cara baru untuk menghindari kontak dekat yang tidak diinginkan dengan sistem pencernaan predator. Seseorang menjadi ahli kamuflase, seseorang dilapisi dengan racun, dan seseorang melemparkan bagian dalamnya ke wajah pelaku (halo ke teripang). Tetapi ada orang-orang yang mekanisme perlindungannya tidak terlihat atau bahkan dapat didengar oleh kita. Ngengat adalah hidangan favorit kelelawar. Selama jutaan tahun, keduanya telah memoles keterampilan ultrasound mereka. Tikus menggunakannya untuk mencari mangsa, dan ngengat menggunakannya untuk menemukan pemangsa. Tetapi "diperingatkan sebelumnya berarti dipersenjatai" tidak cukup bagi ngengat, karena mereka telah mengembangkan kemampuan untuk menciptakan "gangguan radio" yang melanggar "visi" ultrasonik kelelawar. Bagaimana mereka melakukannya, mengingat tuli 100% mereka, dan seberapa efektif hal itu membantu mereka menghindari kematian? Kami akan mencari jawaban dalam laporan kelompok penelitian. Ayo pergi.

Dasar studi

Ketika Anda berburu di malam hari, Anda harus memiliki penglihatan yang sangat bagus, atau indra penciuman yang tajam, atau pendengaran yang sangat baik. Kelelawar telah memilih yang terakhir. Menggunakan echolocation sangat bermanfaat bagi kelelawar. Pertama, berburu di malam hari membatasi jumlah potensi bahaya dan persaingan dalam mencari makanan. Kedua, pada malam hari ada banyak serangga, yaitu, kemungkinan makan setelah pukul 18:00 jauh lebih tinggi.

Kelelawar menghasilkan ultrasonik dengan rentang frekuensi berbeda tergantung spesiesnya. Selain itu, bahkan dalam satu spesies, frekuensi berubah seiring waktu: pada awal 130-150 kHz, dan kemudian 30-40 kHz.



Selama perburuan, kelelawar "memancarkan" gelombang ultrasonik yang "menabrak" benda-benda di sekitarnya, termasuk mangsa yang mungkin. Gelombang yang dipantulkan ditangkap oleh kelelawar dan dapat bermanuver di antara rintangan atau justru memfokuskan serangan pada mangsa.

Ketika evolusi membagikan bakat, ngengat juga tidak tahan. Mereka mampu menghasilkan suara ultrasonik atau sinyal palsu, meyakinkan kelelawar ketidakmampuan mereka. Beberapa jenis ngengat menggunakan stridulasi. Istilah yang tidak biasa ini sangat sederhana untuk dijelaskan: ingat bagaimana jangkrik "bernyanyi" di musim panas? Ini adalah stridulation. Tuan lain yang cerdas, atau lebih tepatnya nyaring dari bakat ini adalah jangkrik.

Ngengat mungkin memiliki sumber suara alternatif dari “alat musik” yang mengejutkan - struktur alat kelamin yang dimodifikasi (ya, para ilmuwan menyebut alat kelamin yang menghasilkan suara sebagai alat musik; apakah Anda pikir orang sains kurang kreativitas?).

Namun, sebagian besar jenis ngengat menggunakan timbal (jangan dikacaukan dengan simbal) - formasi kutikula khusus pada permukaan tubuh dengan "bantalan" udara di bawahnya.

Dalam penelitian yang kami pertimbangkan saat ini, para ilmuwan memperhatikan genus ngengat Yponomeuta, di mana sebagian besar spesies (dan ada sekitar seratus dari mereka) memiliki arsenal formasi yang tidak biasa - bagian tembus pada sayap tanpa sisik di antara urat _daun Cu _1b
dan Cu ₂ . Para ilmuwan telah menemukan bahwa sejumlah punggungan berbatasan dengan situs ini, yang dapat mengindikasikan bahwa area ini terlibat dalam pembentukan suara dengan cara stridulasi (mungkin).


Pada gambar di sebelah kiri (A), wilayah formasi bening dilingkari putih, dan pada gambar di sebelah kanan (B) dari SEM ada gambar dari area yang sama.

Para ilmuwan telah menetapkan sendiri tugas untuk menjawab sejumlah pertanyaan: area transparan ini menghasilkan suara atau tidak, apa sifat akustiknya (jika menghasilkan semua hal yang sama) dan bagaimana suara ini digunakan oleh ngengat dalam hidupnya.

Subyek utama yang seharusnya membantu menemukan jawaban atas pertanyaan di atas adalah individu dari dua spesies ngengat - Y. evonymella dan Y. cagnagella.


Temukan 10 perbedaan: Y. evonymella (kiri) dan Y. cagnagella (kanan).

Subjek diambil dari alam pada tahap larva. Pupa yang dihasilkan disimpan dalam wadah khusus 297 x 159 x 102 mm pada suhu 21 ° C.

Hasil Pengamatan

Para ilmuwan mencatat penerbangan subjek bebas dan tetap: 15 penerbangan gratis dan 2 tetap dari Y. evonymella; 9 penerbangan tetap oleh Y. cagnagella. Selama penerbangan, ngengat menghasilkan klik ultrasonik yang sama selama setiap kepakan sayap (grafik di bawah).


Spektrogram klik ultrasonik selama satu sayap sayap ngengat.

Spektrogram di atas menunjukkan bagian yang berwarna-warni. Yang pertama (merah) adalah rentang frekuensi suara yang dihasilkan oleh ngengat dari subfamili Arctiinae melawan kelelawar. Dan yang kedua (biru) adalah kisaran kelelawar pendengaran spesies Eptesicus fuscus.

Ada dua pulsa ultrasonik total selama sapuan: satu di awal sapuan dan yang kedua di ujung sapuan. Itu selama impuls pertama bahwa frekuensi klik lebih besar. Jumlah klik per pulsa, dilihat dari pengamatan, bertepatan dengan jumlah pita pada bagian transparan. Di Y. evonymella, nilai rata-rata klik per 1 pulsa ultrasonik adalah 12,6 ± 1,7, dan mereka memiliki 11 pita di bagian transparan (perhatikan penomoran pada gambar SEM pada sayap).

Selanjutnya, para ilmuwan menghapus timbal (wilayah 260 x 800 μm) dalam 12 orang Y. evonymella dan merekam suara selama penerbangan mereka sebelum dan sesudah pemindahan. Jumlah klik untuk periode 100 ms juga dihitung, yang setara dengan sekitar 3 sayap sayap.

Setelah dihapus, tujuh orang tidak mengklik, delapan - hanya 1 klik, dan empat menghasilkan klik, tetapi dalam jumlah yang lebih kecil dan dengan amplitudo lebih rendah. Ternyata untuk keempat ini, area kayu (area tembus pandang) tidak sepenuhnya dihapus, oleh karena itu mereka dikeluarkan dari analisis lebih lanjut.

Secara empiris, para ilmuwan telah mengkonfirmasi bahwa ngengat dari kedua spesies yang diuji menghasilkan suara. Sekarang mereka memutuskan untuk menguji mereka dengan telinga (20 individu dari spesies Y. evonymella dan 4 individu dari Y. cagnagella).

Para ilmuwan mereproduksi USG sementara subjek terbang bebas di ruang tes. Tidak seorang pun yang merespons hal ini. Percobaan diulangi, tetapi membagi individu berdasarkan spesies ke dalam wadah terpisah, di mana mereka beristirahat. Dan lagi, tidak ada yang bergerak.

Pada saat yang sama, dengan menempatkan 10 individu Y. evonymella di satu ruang terbang, para ilmuwan melihat reaksi dari subjek satu sama lain. Dan dia sama seperti dalam tes sebelumnya, yaitu tidak ada.

Tapi bagaimana dengan stridulation? Para ilmuwan telah memeriksa apakah ada tanda-tanda gesekan bagian tubuh mana pun untuk menghasilkan suara di ngengat yang diuji. Dan ternyata, tidak ada. Perhatikan pergerakan sayap ngengat selama penerbangan terkontrol dalam video di bawah ini.


Dalam video ini kita bisa melihat perubahan apa yang terjadi pada posisi sayap dan bagian-bagiannya selama flap.

Dengan daerah tembus yang diselidiki, gesekan bagian lain dari tubuh ngengat tidak terlihat pada setiap saat sapuan. Tetapi klik entah bagaimana muncul. Dan ini terjadi dengan memutar sayap belakang di sepanjang porosnya dari pangkal ke ujung selama fase atas dan bawah dari sayap sayap.

Pemeriksaan rinci dari proses ini menunjukkan bahwa selama supinasi (gerakan rotasi tungkai) di awal flap, bagian anal dan jugal sayap melipat ke bawah relatif ke depan sepanjang alur klavikula.


Ngengat terbang, pemandangan samping.

Proses ini berlangsung dari atas ke dasar sayap, sehingga area yang tembus pandang juga terlibat. Selama ini, klik ultrasonik terjadi.



Tabel di atas menunjukkan hasil analisis sepuluh klik yang direkam dalam arah melintang (90 °) di semua subjek (14 Y. evonymella dan 9 Y. cagnagella). Parameter spektral, durasi, dan amplitudo klik ditetapkan.

Selain itu, analisis juga dibuat dari klik (5 untuk masing-masing 8 individu) dari orientasi horisontal (0 °, 45 °, 90 ° dan 180 °).


Nilai rata-rata tingkat suara dari delapan subjek Y. evonymella direkam dari empat arah: 0 ° - mikrofon di depan ngengat, 45 ° sisi depan, 90 ° sisi, 180 ° belakang.

Tidak ada perbedaan khusus: 0 ° dan 45 °, Z = 0,3, p = 1,0; 0 ° dan 180 °, Z = -2.3, p = 0.13; 45 ° dan 180 °, Z = -2.4, p = 0.11.



Para ilmuwan juga telah menghitung seberapa jauh kelelawar akan mendengar klik ngengat tergantung pada posisi mereka. Hasilnya adalah sebagai berikut: 6,0 ± 0,4 m pada 0 °, 6,5 ± 0,4 m pada 45 °, 7,9 ± 0,7 m pada 90 ° dan 5,6 ± 0,4 m pada 180 °. Indikator-indikator ini ditampilkan sebagai grafik di atas ( B ).

Tetapi pada grafik A kita melihat amplitudo suara yang dipantulkan, yang bervariasi dalam kisaran −35 ... −43 dB pada frekuensi di kisaran 20 ... 160 kHz.

Di sini Anda dapat mendengarkan rekaman audio dari suara ngengat.

Untuk studi yang lebih rinci dari studi ini, saya sangat menyarankan Anda melihat laporan para ilmuwan .

Epilog

Evolusi bisa tidak berprinsip, tanpa belas kasihan, aneh, dan bahkan ironis, seperti yang ditunjukkan oleh contoh ngengat yang dipelajari. Menjadi benar-benar tidak dapat mendengar, makhluk-makhluk ini bukan tanpa "suara". Menggunakan daerah tembus pada sayap selama mengepak, ngengat memancarkan klik ultrasonik yang membingungkan kelelawar yang haus bagi mereka untuk berpesta.

Adaptasi yang tidak biasa seperti itu adalah fakta, tetapi hal itu akan menimbulkan banyak perdebatan tentang bagaimana ia dibentuk, perubahan evolusioner apa yang dialami ngengat untuk mengembangkan mekanisme semacam itu, dan bagaimana semua itu dimulai.

Kami sekali lagi menerima konfirmasi bahwa dunia ini penuh dengan makhluk luar biasa yang tidak berhenti memukau dengan bakat mereka, yang bahkan tidak kami tebak.



Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami temukan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps hingga musim semi gratis ketika membayar selama setengah tahun, Anda dapat memesan di sini .

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 249 di Belanda dan Amerika Serikat! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?