Международная группа исследователей решила проверить, будут ли у дневных бабочек, которым меньше угрожает опасность со стороны летучих мышей, использующих эхолокацию, уменьшены тимпанальные органы. Эти специализированные органы слуха позволяют бабочкам обнаруживать высокочастотные сигналы, которые летучие мыши используют для поиска добычи ночью.
Исследователи сравнили дневных бабочек с их близкими родственниками — ночными бабочками, ожидая уменьшения или потери этих органов слуха у дневных видов. Учёные были удивлены, обнаружив обратное.
Их работа [опубликована](https://peerj.com/articles/19834) в PeerJ.
«Результаты были неожиданными и противоречивыми, поскольку дневные бабочки не становятся добычей летучих мышей. Мы предполагали, что тимпанальные органы будут функционально избыточными или уменьшенными, но этого не произошло», — говорит исследователь Финского музея естественной истории и ведущий автор исследования Прита Дей из Национального центра биологических наук в Бангалоре, Индия.
Как летучие мыши и бабочки взаимодействуют в природе
Летучие мыши находят и ловят насекомых с помощью эхолокации, издавая ультразвуковые сигналы для обнаружения добычи в темноте. В ответ на это давление многие бабочки эволюционировали, развив сложные уши, называемые тимпанальными органами, для обнаружения ультразвука летучих мышей. Когда бабочка слышит такие сигналы, она часто спасается, летая по спирали или падая вниз.
Интересно, что некоторые ночные бабочки, чтобы избежать летучих мышей, перенесли свою активность на день и эволюционировали в виды, активные в дневное время. Этот поведенческий сдвиг даёт исследователям уникальную возможность изучить сенсорную эволюцию тимпанальных органов: что происходит с этими структурами, когда нападение летучих мышей больше не является движущей силой отбора?
Методы исследования
В исследовании использовались геометрические моли — виды, у которых тимпанальные органы (то есть уши) расположены у основания брюшка. Эти органы крошечные и хрупкие, что делает их чрезвычайно трудными для изучения с помощью традиционных морфологических методов. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи использовали неинвазивную 3D-визуализацию для изучения внутренней анатомии этих деликатных структур у 19 видов бабочек-геометрид с беспрецедентной точностью. Образцы, использованные в исследовании, были сохранены в музеях и получены с разных континентов.
Команда провела филогенетически обоснованный сравнительный анализ, используя парные виды ночных и дневных бабочек. Они применили геометрическую морфометрию к 3D-реконструкциям органов слуха, чтобы сравнить объём тимпанальных органов и форму ансы — уникальной удлинённой структуры, обнаруженной у бабочек-геометрид.
Результаты исследования
Вопреки ожиданиям, у дневных видов тимпанальные органы были значительно больше, чем у их ночных предков, и эти различия не были чётко коррелированы с размером тела.
«В этом исследовании мы демонстрируем новый способ использования старых музейных образцов в современных исследованиях», — говорит Макс Сёдерхольм из Финского музея естественной истории, Хельсинкского университета, который проводил сканирование и 3D-моделирование тимпанальных органов.
По словам исследователей, эти результаты позволяют предположить, что дневные бабочки могут использовать свои увеличенные уши для обнаружения низкочастотных звуков, издаваемых птицами или рептилиями. Это указывает на возможную новую функцию тимпанальных органов и предполагает более широкую роль слуха в обнаружении хищников в различных средах.
«Микро-КТ-визуализация и 3D-морфометрия открывают новые возможности для изучения функциональной морфологии в эволюционном контексте. В сочетании с опытом визуализации в Финском музее естественной истории эти инструменты позволяют нам исследовать ранее нерешённые эволюционные вопросы», — объясняет старший автор исследования Паси Сихвонен из Финского музея естественной истории.
Предоставлено [Хельсинкским университетом](https://phys.org/partners/university-of-helsinki/)
Другие новости по теме
- Образцы растений, хранящиеся в музеях, могут стать ключом к сохранению биоразнообразия
- Белки-«моторы» пыльцы «обнимают» сперматозоиды для успешного двойного оплодотворения, говорится в исследовании
- Вымирание слонов может поставить под угрозу не только тропические леса, но и производство музыкальных инструментов.
- Подобный «липучке» белок помогает растениям лучше реагировать на стресс
- Вычислительный инструмент для отображения изменений в геноме помогает исследователям увидеть ДНК в трёхмерном пространстве
- «Кинетическая линейка» разгадывает давнюю загадку измерения длины хвостов мРНК в клетках
- Новая карта показывает, что многие волки в Колорадо переместились на восток
- В поисках идеальной малины: новаторская техника редактирования генома может стать будущим садоводства
- Самки горных горилл обладают большой силой
- В Южной Калифорнии вновь можно встретить исчезающие виды лягушек.
Другие новости на сайте
- Как засуха и озоновое загрязнение снижают урожайность сои
- Нефритовые украшения на зубах детей майя
- Образцы растений, хранящиеся в музеях, могут стать ключом к сохранению биоразнообразия
- Материал NASA для аэрооболочки отправляется в длительное космическое путешествие
- Белки-«моторы» пыльцы «обнимают» сперматозоиды для успешного двойного оплодотворения, говорится в исследовании
- Крошечные экзосомы с селеном помогают лечить повреждения головного и спинного мозга у мышей
- До завершения предпродажи Bitcoin Swift (BTC3) остаются всего несколько часов, в то время как Cardano пытается восстановиться 🚀.
- Обновление исследования марсоходом Perseverance: за хребтом Соройя и далее
- Почему поклонники чувствуют себя лучшими друзьями Тейлор Свифт (даже если она никогда не встречала их)
- Вымирание слонов может поставить под угрозу не только тропические леса, но и производство музыкальных инструментов.