Летучие мыши против кузнечиков: существо из янтаря рассказало об эволюционной битве криков на неслышимых друг другу частотах

Спустя 44 млн лет бесполезного для науки заточения в янтаре в поле зрения исследователей попал древний кузнечик Eomortoniellus handlirschi. На иллюстрации — художественная реконструкция событий: кузнечик в последнюю минуту своей жизни в упор смотрит на увесистую каплю смолы, которая и обессмертит его для науки.


Наблюдения за экспонатом Музея естественной истории в Лондоне позволили учёным воссоздать не видимость, а звук — брачный зов кузнечиков. Теперь для науки это самое древнее животное, которое было способно общаться с сородичами на частотах, неслышимых людьми.

Очередное исследование вымерших кузнечиков из коллекции музея показало, что они издавали ультразвуки на протяжении миллионов лет, причём по возможности, втайне от хищников. И вот диапазон и звучания, и слуха похожего на сверчка насекомого вычислили спустя 44 млн лет после его гибели.

Стрекотание было не столь высоким, как у некоторых современных видов. Но звук был выше слуховых возможностей большинства тогдашних млекопитающих. Зов был направлен на сородичей, но к нему прислушивались и первые летучие мыши. И это была часть эволюционного соревнования, которое не прекращается и поныне.

Ведущий автор акустического исследования Чарли Вудроу отметил, что экспонат музея застыл в смоле и во времени в критический момент гонки вооружений между насекомыми и оснащёнными эхолокацией хищниками. Незадолго до гибели музейного кузнечика летучие мыши как раз достигли этих важнейших для пропитания способностей. И это, в свою очередь, должно было побудить уцелевших кузнечиков орать на более высоких частотах. В то же время их слуховой аппарат должен был подстраиваться под писки летучих мышей, которые рыскали по воздуху в поисках пищи.


— Чарли Вудроу, ведущий автор исследования.

С точки зрения учёных, лестница звуковой эскалации надстраивалась в ходе борьбы за выживание. Кузнечики были в числе первых, кто выработал способности к звукам для общения. Они принялись шуметь, потирая крыльями, причём самым давним доказательствам этого более 240 млн лет. Звуки обычно издавали и издают самцы, приманивая самочек. Но некие условные алчущие хищники тоже должны были оценить преимущества звуков — это объясняет, почему за миллионы лет кузнечики развили способность звучать на всё более высоких частотах.

Затем, 125 млн лет назад, слух именно хищных млекопитающих стал улавливать не предназначенный для них зов кузнечиков. Так более успешные кузнечики стали издавать ультразвуки ещё большей высоты — пока их не расслышали первые летучие мыши около 52 млн лет тому назад. И с тех пор и рукокрылых, и стрекочущих втянуло в своего рода гонку вооружений. Летучие мыши эволюционировали, чтобы лучше слышать кузнечиков, а вторые по мере выживаемости меняли и своё звучание, и поведение.

Соавтор исследования профессор Фернандо Монтеалегре-Сапата объяснил, что ультразвук быстрее рассеивается в среде, гарантируя, что летучая мышь не успеет расслышать собравшегося жениться кузнечика.

Гонка звуковых вооружений как раз набрала обороты 44 млн лет назад, когда наш кузнечик неудачно сел на сосну, и в него прилетела липкая капля смолы, затем превратившаяся в янтарь. В итоге его откопали в 1936 году в бывшей Восточной Пруссии.

Заточённую в янтаре особь E. handlirschi описали как новый вид, и экспонат более 80 лет ждал своего часа в лондонском музее. С развитием технологий сканирования учёные наконец-то смогли заглянуть внутрь янтаря и увидеть ещё один секрет природы.



Ухо кузнечика находится внутри его ног, и поэтому в большинстве окаменелостей вместе с поломанными лапками для науки были утрачены и органы слуха. Но компьютерная томография показала, что кровь насекомого, точнее, гемолимфа, попала в ушной канал и сберегла нежное строение. Чарли Вудроу добавил, что наткнуться на такую находку в янтаре тем более трудно, поскольку органы слуха вполне сформированы лишь у зрелых особей, а взрослые кузнечики чересчур велики, чтобы застыть в янтаре. По счастью, Eomortoniellus handlirschi —мелкий вид, и всё это сыграло на руку исследователям.

Для расчётов звучания Чарли Вудроу объединил усилия с коллегой Эмине Челикер. Они создали модели распространения звука в слуховом аппарате насекомого. Также им помогла информация об аналогичных возможностях ныне живущих кузнечиков. В итоге пришли к выводу, что древний кузнечик, вероятно, лучше всего слышал звуки частотой около 30 килогерц (кГц).

Также учёные подсчитали, что у древнего насекомого было ещё два максимума восприятия звуков — на частотах около 60 кГц и 90 кГц. Скорее всего, это было нужно не для общения с сородичами, а давало шанс подслушивать эхолокационный писк летучих мышей и не попасть к ним в зубы.

Способность насекомых слышать высокие частоты у E. handlirschi была развита лишь частично. Спустя минувшие миллионы лет эволюции современные кузнечики могут расслышать сигналы частотой более 100 кГц.

Теперь Чарли Вудроу с коллегами присматриваются к другим коллекциям янтаря. Чем больше взрослых особей они отыщут в застывшей смоле, тем больше выводов смогут сделать.