Насекомое, попавшее в янтарь, раскрывает эволюционные битвы древней Европы

- admin · 15.11.2023

Необыкновенное насекомое, сохранившееся в янтаре, открывает нам мир общения, недоступный нашему слуху. Новое исследование вымершего кузнечика из коллекции Музея естественной истории показывает, что кузнечики на протяжении миллионов лет использовали ультразвук, чтобы не допустить, чтобы их услышали хищники. Результаты исследования были опубликованы в журнале Current Biology.

Диапазон песни и слуха сверчкового насекомого был обнаружен спустя десятки миллионов лет после его смерти. После того как Eomortoniellus Handlirschi находился в ловушке в янтаре в течение 44 миллионов лет, новые сканирования позволили ученым реконструировать брачный сигнал кузнечика. Оно показывает, что самое раннее из известных животных общалось на частотах, далеко выходящих за рамки человеческого слуха.

Хотя он и не такой высокий, как у некоторых современных кузнечиков, тон его крика был бы выше слуха большинства млекопитающих. Лишь избранная группа млекопитающих, включая первых летучих мышей, настроилась на его зов, что стало частью первой волны эволюционной гонки, которая продолжается и сегодня.

Доктор Чарли Вудро, ведущий автор нового исследования, говорит: «Этот кузнечик застыл во времени в решающий момент гонки вооружений между эхолокационными хищниками и насекомыми».

Незадолго до того, как это животное было окаменело, летучие мыши развили способность эхолокации, которая, возможно, заставила кузнечиков издавать звуки на более высоких частотах. В то же время их уши адаптировались, чтобы выслушивать летучих мышей, пытающихся их выследить.

«Это открытие было бы невозможно без такого хорошо сохранившегося кузнечика, что подчеркивает, насколько важны музейные коллекции для обнаружения подобных экземпляров», — добавил он.

Профессор Фернандо Монтеалегре-Сапата, соавтор нового исследования, добавляет: «Я давно планировал изучить развитие ушей и эволюцию кузнечиков, но очень редко можно найти окаменелые кузнечики, сохранившиеся так хорошо».

Ученые отмечают, что сотни миллионов лет назад кузнечики были одними из первых животных, которые использовали звук для общения. Они начали издавать шум, скрежетая крыльями, причем самые ранние свидетельства этого датируются более чем 240 миллионами лет назад.

Такие звуки обычно издают самцы, которые используют их для привлечения самок. Однако эти крики также могут привлечь нежелательное внимание со стороны хищников, ищущих еды.

Это может объяснить, почему за миллионы лет кузнечики развили способность издавать звуки на все более высоких частотах. Но 125 миллионов лет назад слух млекопитающих-хищников кузнечиков совпал с их призванием.

В итоге все это привело к тому, что некоторые кузнечики издавали ультразвуковые звуки еще более высокой частоты, которые нельзя было услышать до тех пор, пока около 52 миллионов лет назад не появились первые летучие мыши.

С этого момента летучие мыши и кузнечики застряли в эволюционной гонке вооружений. Летучие мыши стали лучше слышать крики кузнечиков, в то время как насекомые изменили свои крики и поведение.

«Хотя кузнечики, вероятно, уже осваивали высокие частоты, чтобы избежать подслушивания и развивать большее разнообразие сигналов, летучие мыши дали им новый импульс», — объясняет Фернандо. «Может показаться странным, что кузнечики продолжали петь на такой высокой ноте, когда их можно было услышать, но ультразвук быстро рассеивается в окружающей среде».

44 миллиона лет назад, когда эта «гонка вооружений» разгоралась, кузнечик приземлился на сосну и был быстро поражен липкой смолой, стекавшей по стволу. Когда он изо всех сил пытался освободиться, сок покрыл все его тело и затвердел.

Затем затвердевшая смола упала на лесную подстилку и за миллионы лет начала превращаться в янтарь. В какой-то момент этот янтарь был унесен в лагуну и похоронен в отложениях, а в конечном итоге был обнаружен в 1936 году на территории тогдашней Восточной Пруссии — территории, которая теперь разделена между Польшей, Россией и Литвой.

После того, как экземпляр E. Handlirschi был описан как новый вид, он находился в коллекции Музея естественной истории более 80 лет. Благодаря развитию более совершенной технологии сканирования исследователи теперь смогли заглянуть внутрь янтаря и раскрыть давние тайны кузнечиков.

В отличие от млекопитающих, ухо кузнечика фактически расположено внутри его ног, что делает его уязвимым для раздавливания во время окаменения. Но компьютерная томография кузнечика показала, что сок попал в ушной канал кузнечика. Находясь внутри сока, сохранялась нежная структура уха насекомого.

«Очень сложно найти этих насекомых, сохранившихся в янтаре», — говорит Чарли. «Уши полностью развиты только у взрослых особей, но взрослые кузнечики обычно достаточно большие, чтобы не застрять в янтаре. К счастью, Eomortoniellus Handlirschi — очень маленький вид, а это значит, что он может застрять, и мы сможем исследовать его все это время позже».

Чтобы выяснить, что лучше всего слышится, Чарли объединился с коллегой доктором Эмином Селикером, чтобы создать модели того, как звук распространяется в ушах. Они подсчитали, что кузнечики, вероятно, лучше всего слышат звуки частотой около 30 кГц.

В то же время они также использовали знания о том, как живые кузнечики производят звук, чтобы предсказать частоту крика, издаваемого E.handlirschi. Похоже, что его крик был на той же частоте, что и тот, который он мог слышать, что позволяет предположить, что насекомые использовали эти звуки для общения.

Команда также обнаружила два других пика слуха кузнечиков на частотах около 60 и 90 кГц. Но это, скорее всего, не связано с общением, а помогает насекомым подслушивать эхолокационные сигналы ранних летучих мышей и не становиться их обедом.

Способность насекомых слушать высокие частоты была усилена ушными раковинами кузнечиков, которыми у млекопитающих является мочка уха. Хотя у E.handlirschi развито лишь частично, эволюция за годы после того, как он оказался в ловушке в янтаре, позволила его родственникам слышать звуки частотой более 100 кГц.

«Сейчас важно идентифицировать больше окаменелостей, чтобы отслеживать эти изменения», — говорит Чарли. «Я думаю, что появится больше взрослых особей этого вида или его близких родственников, поскольку многие из них продаются через Интернет в частные коллекции янтаря. Я думаю, что, скорее всего, в публичных коллекциях хранится еще больше. Просто нужны нужные люди, чтобы заметить это и изучить».