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飞蛾使用超声波来抵御蝙蝠

导读虽然晴朗的夜空对我们来说似乎安静祥和,除了星星之外什么都没有,但这个夜间世界充满了高音调的嘈杂声音,超出了我们的听觉能力。蝙蝠用超...

虽然晴朗的夜空对我们来说似乎安静祥和,除了星星之外什么都没有,但这个夜间世界充满了高音调的嘈杂声音,超出了我们的听觉能力。蝙蝠用超声波脉冲刺穿阴影,使它们能够构建周围环境的听觉图,这对飞蛾来说是个坏消息,飞蛾是它们最喜欢的食物之一。

然而,并非所有飞蛾都是毫无防备的猎物。有些发出自己的超声波信号,吓跑蝙蝠脱离追逐。许多含有苦味毒素的飞蛾通过产生不同的超声波来提醒蝙蝠它们的恶臭,从而完全避免捕获。其他人将自己隐藏在声纳干扰静电的笼罩中,这使得他们很难通过蝙蝠回声定位找到它们。

虽然有效,但这些类型的听觉防御机制在飞蛾中被认为是相对罕见的,仅在虎蛾,鹰蛾和单一种类的几何蛾中已知。但发表在《国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项新研究表明,产生超声波的飞蛾比以前想象的要广泛得多,增加了三个新发现的产生声音的器官,八个新的亚科,以及可能有数千种物种。

“不仅仅是虎蛾和鹰蛾在做这件事。有大量的飞蛾会产生超声波,我们对它们几乎一无所知,“资深作者Akito Kawahara说,他是佛罗里达自然历史博物馆McGuire鳞翅目和生物多样性中心的策展人。

研究人员还有兴趣了解这些声音如何在蛾类物种之间收敛。就像无毒蝴蝶模仿不那么咸味的物种的颜色和翅膀图案一样,缺乏内在毒素益处的飞蛾可以复制真正不合胃口的亲戚的音高和音色。

在厄瓜多尔,法属圭亚那,莫桑比克和马来西亚婆罗洲收集和研究了数千只飞蛾十多年后,研究人员在厄瓜多尔度过了最后两周,在那里他们记录了它们能捕捉到的每只飞蛾的警报声。之后,他们在理论物理学家和机器学习算法的帮助下分析了这些记录,该算法仔细检查了每个音符,寻找相似之处。

该计划揭示了到目前为止,其他研究人员只猜到的东西:飞蛾物种并不像单独的作曲家,每个作曲家都有自己独特的名片和独特的风格。相反,少数飞蛾得出自己的分数,其他飞蛾似乎在复杂的声学模拟环中复制。

主要作者、博伊西州立大学(Boise State University)生物学教授杰西·巴伯(Jesse Barber)表示,需要做更多的工作来揭示这些声音的确切性质,但他怀疑这些环中心的开拓性飞蛾可能是有害的,而边缘的模仿者只是虚假的广告商。

“飞蛾和蝴蝶是地球上最多样化的群体之一,每10种命名动物中就有一种。如果这些结果成功,它很可能是地球上最大的模拟复合物,“他说。

这些超声波预警系统对于躲避蝙蝠似乎非常有用,以至于它们在多个不同的场合在飞蛾中独立进化。在每种情况下,飞蛾都会将其身体的不同部分转化为精细调整的有机仪器。

“虎蛾具有称为鼓室的结构,它们向内和向外弯曲,”Kawahara说。“他们中的一些人使用翅膀上的结构,有些人使用腹部,而另一些人则使用改良的生殖器。

本研究首次描述了几种用作驱蝙剂的各种点击器和刮刀蛾。这包括一种将重叠的腹部鳞片摩擦在一起的钙松蛾,类似于蟋蟀发出其特征性啁啾声的方式。另一个物种,在一个叫做鼻蛾的群体中,通过使用类似于吉他拨片的结构在其翅膀之间发出噪音,当飞蛾飞行时,它会被踩在身上。

反蝙蝠信号不仅限于飞蛾。一些虎甲虫可以通过用翅膀拍打保护外壳来对蝙蝠造成防御性咔嗒声。其他昆虫群体,如katydids,蟋蟀和螳螂,可以听到即将到来的蝙蝠,Barber指出,有些可能具有与追逐者交流的未知能力。但是,由于目前大约40%的昆虫物种面临灭绝的风险,其速度超过了研究人员发现和命名它们的能力,他警告说,在我们有机会听到它或了解它的含义之前,这种超声波交响乐可能会陷入沉默。

“这些模仿复合物可能不仅限于飞蛾,”他说。“可能涉及夜间活动昆虫生活的整个挂毯,但了解自然世界的机会正在消失。如此多的谱系正在灭绝,以至于我们可能正处于生物学的最后一个黄金时代。如果我们现在就这样做,我们仍然可以理解生活是如何展开的。

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