Ученые восстановили звуки насекомых, живших 165 миллионов лет назад

Древние насекомые могли общаться не только привычным для современных сверчков стрекотанием, но и с помощью ультразвука - причем задолго до появления летучих мышей.

Ученые реконструировали звуки, которые могли наполнять леса Юрского периода около 165 миллионов лет назад. Для этого исследователи изучили окаменевшие крылья древних насекомых и восстановили частоту и особенности их призывов. Некоторые из них звучали как высокие писки, а один вид, предположительно, использовал ультразвуковые сигналы, которые человеческое ухо не слышит.

Как звучал древний лес

Исследователи восстановили жутковатые звуки, которые разносились по лесам Юрского периода около 165 миллионов лет назад.

Новая научная работа позволила реконструировать голоса древних насекомых благодаря изучению их окаменевших крыльев.

Голосовые связки и гортань динозавров практически никогда не сохраняются в окаменелостях. А вот крылья насекомых встречаются в ископаемых слоях значительно чаще.

На крыльях этих насекомых находились микроскопические зубчатые гребни. Когда специальный участок другого крыла, называемый плектром, проходил по ним, возникал звук. Его характеристики зависели от расстояния между зубцами, формы крыла и особенностей его движения. Ученые внесли эти данные в компьютерную модель и сопоставили их с информацией о современных насекомых.

Насекомые используют звуки для общения на больших расстояниях, поиска партнеров, защиты территории и отпугивания потенциальных хищников.

Ведущий автор исследования, энтомолог из Университета Линкольна доктор Фернандо Монтеалегре-Сапата, рассказал, что результаты позволяют представить, каким мог быть звуковой ландшафт юрского леса.

По его словам, древние экосистемы вовсе не были безмолвными. Напротив, они, вероятно, были наполнены богатым разнообразием звуков.

20 окаменелых крыльев

Исследователи изучили 20 окаменелостей, принадлежавших девяти различным видам. Все они были обнаружены во Внутренней Монголии, Китай.

Эти насекомые являются древними родственниками современных кузнечиков и кустарниковых сверчков. Как и их современные потомки, они издавали звуки, потирая различные части тела друг о друга. Такой способ производства звука называется стридуляцией.

Несмотря на крошечные размеры звукообразующих структур на крыльях, они могут удивительно хорошо сохраняться в окаменелостях.

Ученые изучили эти гребни под микроскопом и создали подробные модели древних крыльев, чтобы определить, какие звуки могли издавать их обладатели.

Затем исследователи сравнили результаты с крыльями современных насекомых. С помощью лазеров они измерили, как крылья вибрируют, а затем использовали модель машинного обучения, чтобы оценить вероятную частоту древних сигналов и создать гипотетический звуковой ландшафт Юрского периода.

Звуки, похожие на музыкальные ноты

По словам доктора Монтеалегре-Сапаты, особенно впечатляющим стало первое прослушивание реконструированного сигнала.

«Было удивительно услышать первый восстановленный призыв. Оказалось, что способ, которым эти насекомые производят звук, изменился со времен Юрского периода совсем незначительно», — рассказал ученый.

Но еще более необычным стало одновременное воспроизведение всех восстановленных сигналов.

Вероятно, эти виды жили бок о бок, и теперь исследователи впервые получили возможность услышать звуковую картину, которая могла наполнять юрские леса. Она, вероятно, напоминала хор стрекочущих насекомых, который сегодня можно услышать в тропических лесах.

Некоторые из реконструированных звуков использовали для создания саундтрека документального сериала Netflix «Динозавры», продюсером которого выступил Стивен Спилберг.

Многие древние виды издавали так называемые чистые тона — звуки, похожие на музыкальные ноты, в которых энергия сосредоточена в узком диапазоне частот. Для человеческого уха они звучали бы скорее как высокие писки или короткие сигналы, а не как привычное резкое стрекотание.

Насекомые и некоторые другие животные используют чистые тона, поскольку такие сигналы лучше распространяются в насыщенной звуками ночной среде.

Исследователи считают, что древние насекомые могли использовать специализированные акустические каналы, которые позволяли потенциальным партнерам услышать их, но одновременно затрудняли хищникам определение точного местоположения источника звука.

Ультразвук появился раньше летучих мышей

Некоторые насекомые издавали сигналы частотой около 5 килогерц — примерно в том же диапазоне, что и современные сверчки.

Однако один вид, Sigmaboilus peregrinus, по всей видимости, обладал гораздо более необычной способностью.

Он мог издавать высокочастотные ультразвуковые сигналы выше 20 килогерц — за пределами диапазона человеческого слуха.

Сегодня около 70 процентов известных видов кустарниковых сверчков используют ультразвуковые частоты для общения. Однако ученые долго спорили о том, когда и где появилась эта способность.

Согласно одной из теорий, ультразвуковая коммуникация возникла как защита от летучих мышей. Эти животные чрезвычайно эффективно охотятся на ночных насекомых, ориентируясь в том числе на издаваемые ими звуки.

Однако Sigmaboilus peregrinus показывает, что насекомые могли использовать ультразвук задолго до появления летучих мышей.

Эволюционная «гонка вооружений»

По словам доктора Монтеалегре-Сапаты, это могло быть результатом своеобразной эволюционной «гонки вооружений» между насекомыми и хищниками.

По мере того как хищники становились более эффективными в обнаружении звуков, насекомые могли отвечать на это, постепенно смещая частоту своих сигналов выше - вплоть до ультразвукового диапазона.

Это позволяет предположить, что млекопитающие Юрского периода могли уже тогда развивать чувствительность к ультразвуку — более чем за 100 миллионов лет до появления летучих мышей.

«Возможно, летучие мыши появились не в тихой среде, в которую они принесли ультразвук. Напротив, они могли войти в звуковой ландшафт, который уже был наполнен ультразвуковыми сигналами», — говорит доктор Монтеалегре-Сапата.

Таким образом, Юрский период, по мнению исследователей, был не только значительно шумнее, чем принято было считать, но и обладал гораздо более сложной акустической средой.

Источник: Daily Mail

Перевод: Христина ДЕНИСЮК