Kiedy słońce zachodzi nad lasami Wietnamu, z ciemności wyłania się mały, skryty gryzoń i zaczyna sunąć po gałęziach drzew w poszukiwaniu owoców i nasion. Typhlomys, znany również jako myszka o miękkich włosach lub popielica chińska, ma około trzech centymetrów długości i ma ogon z białym puchem dłuższy niż jego ciało. Ale leci tak szybko, że dla ludzkiego oka wydaje się niczym więcej niż nocnym rozmyciem.
powiązana zawartość
- Podobnie jak ptaki, niektóre nietoperze warble, aby pozyskać swoich partnerów
- Jak nietoperze świstą na skrzydle - i wyglądają uroczo, robiąc to
- W ten sposób delfiny „widzą” ludzi z echokolacją
- Osoby niewidome mogą echokolować
To szczególnie imponujące, ponieważ Typhlomys jest prawie całkowicie ślepy.
Kiedy naukowcy spojrzeli pod gałki oczne Typhlomysa pod mikroskopem, szybko dowiedzieli się, że ich narządy wzrokowe są kompletnym bałaganem. Naukowcy napisali, że nieregularne fałdy siatkówki „niszczą ciągłość projekcji obrazu”, podczas gdy zmniejszona przestrzeń między soczewką a siatkówką zmniejsza zdolność zwierzęcia do skupienia. Mają także zmniejszoną liczbę komórek zwojowych odbierających obraz, które zwykle są wskaźnikiem postrzegania. Nadrzewne gryzonie wydają się być w stanie określić różnicę między światłem a ciemnością, ale niewiele więcej.
Jak więc Typhlomys unika popadania w śmierć lub wpadania prosto w paszczę drapieżnika? Według artykułu opublikowanego w Integrative Zoology w grudniu zeszłego roku, ten futrzasty ogon ma sztuczkę w rękawie: emituje ćwierkanie ultradźwiękowe, a następnie porusza się po swoim otoczeniu na podstawie odbijających się ech. Jeśli brzmi to jak inny nocny ssak, masz rację: niektórzy naukowcy uważają, że Typhlomys może być rodzajem „zwierzęcia przejściowego”, które może być kluczem do zrozumienia ewolucji nietoperzy.
To dlatego, że Typhlomys echolokuje, biologiczną sztuczkę, o której od dawna uważano, że istnieje wyłącznie u nietoperzy, waleni i śmiałka Marvela. (Kiedyś uważano, że niektóre złośliwe echolokacje, ale nowsze badania zdają się to obalić.) To znaczy, dopóki naukowcy w Rosji nie byli w stanie obserwować pary wietnamskich akademików w niewoli i rejestrować ich ultradźwiękowe piski.
„Struktura jego wezwań jest zaskakująco podobna do modulowanych częstotliwościami nietoperzy”, mówi Aleksandra Panyutina, morfolog funkcjonalny z Instytutu Severtsova w Moskwie i główna autorka artykułu opisującego echolokację koszatka.
Różnica, jak mówi Panyutina, polega na tym, że wezwania Typhlomysa są niezwykle słabe. Uciekają zarówno od ludzkiego ucha, jak i urządzeń zwanych „wykrywaczami nietoperzy”, których naukowcy zwykle używają do podsłuchiwania nietoperzy. Ale ma to również sens, ponieważ mówi, że chociaż Typhlomys jest szybki „jak piorun”, to wciąż jest znacznie wolniejszy niż nietoperz lecący w powietrzu, a obiekty, po których ma nawigować, są znacznie bliżej.
Ogon ćmy Luna wytwarza własne echo słabego sygnału, zakłócając drapieżne nietoperze. (Papilio / Alamy) Odkrycie gryzonia o supermocy jest ekscytujące z wielu powodów. Na początek jest to pierwszy raz dla Zakonu Gryzoni. Po drugie, wyraźnie jest wiele gryzoni, które dobrze sobie radzą bez pomocy ultradźwiękowych kliknięć - co nasuwa pytanie, co poprowadziłoby Typhlomysa na tej ścieżce ewolucji. Ale żadne z nich nie jest tak kuszące jak to, co oznacza echolokująca gryzonia dla naszego zrozumienia ewolucji nietoperzy.
Widzicie, naukowcy długo debatowali, kiedy dokładnie ewoluowała echolokacja. Istnienie nietoperzy owocowych bez echolokacji zawsze wydawało się sugerować, że zdolność echolokacji została nabyta po tym, jak niektóre nietoperze wzbiły się w przestworza. Jeszcze inni naukowcy twierdzą, że mogło być też odwrotnie - że małe, podobne do nietoperzy stworzenia korzystały z echolokacji, skacząc, a nawet szybując przez baldachim, a dopiero później osiągnęły pełnoprawny lot.
Jednakże istniał duży problem z „teorią pierwszego echolokacji”: nie mieliśmy żadnych zapisów, że takie przejściowe zwierzę kiedykolwiek istniało, zarówno żywe, jak i kopalne. „Nikt nawet nie wyobrażałby sobie takiego stworzenia” - mówi Panyutina - „aż do naszego odkrycia na temat Typhlomys ”.
Oczywiście debata nie jest jeszcze zakończona. W rzeczywistości ostatnie badanie kości ucha nietoperza sugeruje, że nietoperze owocowe nigdy nie miały zdolności echolokacji, co byłoby głosowaniem za teorią pierwszego lotu. Inne badanie wykazało, że niektóre gatunki nietoperzy owocowych mogą wytwarzać kliknięcia echolokacyjne skrzydłami, co jest po prostu całkowicie nietaktowne, gdy weźmie się pod uwagę, że każde inne echolokujące zwierzę wydaje się wydawać te dźwięki z pyska.
Zaawansowana echolokacja: meksykańskie nietoperze żyjące w ogromnych koloniach, które mogą przekraczać milion osobników, wykorzystują sonar do zakłócania sygnałów swoich rywali. (Danita Delimont / Alamy) A może wcale nie jest tak nietaktowny. Żyjemy w złotym wieku badań echolokacyjnych; od początku ubiegłego roku opublikowano ponad 100 opracowań ze słowem „echolokacja” w tytule. A jak pokazują badania Typhlomys, wciąż musimy wiele dowiedzieć się o pochodzeniu i naturze tej niezwykłej zdolności. Czy tak trudno jest myśleć o innych metodach echolokacji, których badacze jeszcze nie wyobrażali?
Na przykład badanie opublikowane zeszłej jesieni w PLOS Biology badało powód, dla którego duże brązowe nietoperze machają głowami jak szczeniaki i zwijają końce uszu. Mówimy o ruchach, które zachodzą w ciągu milisekund i w skali milimetrów, mówi Melville Wohlgemuth, neurobiolog z Johns Hopkins University i główny autor badania machania głową.
Ruchy są nie tylko urocze: każda subtelna zmiana pozycji głowy lub ucha nietoperza pozwala mu zawęzić pole „widzenia”, podobnie jak w przypadku zmrużenia oczu lub przyłożenia złożonej dłoni do ucha. „Dzięki szerszemu widokowi akustycznemu upewniają się, że nadal mogą odbierać echa od celu, nawet jeśli porusza się on nierównomiernie przed nimi”, mówi Wohlgemuth. „I to często robią owady. Kiedy wykryją, że nietoperz ma zamiar ich złapać, w pewnym sensie zanurkują.
Bez wymyślnych aparatów o wysokiej rozdzielczości, które stały się dostępne w ostatnich latach, nigdy nie bylibyśmy w stanie obserwować zachowania nietoperzy w tak szczegółowy sposób. A to tylko jeden przykład złożoności klasycznej echolokacji. Istnieją jeszcze dziwniejsze formy tej supermocy - czasami powstające jako środek przeciwdziałania echolokacji nietoperzy.
Są na przykład ćmy, które słyszą, gdy zbliża się nietoperz. Ale inne gatunki ćmy nie mają uszu, więc muszą polegać na innych sposobach, by udaremnić swoich wrogów. Świetnie zabarwiona ćma luna ewoluowała swirly ogon, który generuje własny, trwały, słaby sygnał echa - sygnał, który zakłóca precyzję nietoperza i powoduje, że chybia. Z drugiej strony ćmy tygrysie wytwarzają kliknięcia ultradźwiękowe, dzięki czemu nietoperze są bardziej świadome swojej obecności. Te ćmy nie dzwonią po obiedzie: są wręcz toksyczne, a ich kliknięcia mają na celu reklamowanie tego faktu. („Nie jedz mnie, bracie. Nie spodoba ci się to, jak smakuję.”)
Są też ćmy, które mogą, tak można powiedzieć, walczyć z ogniem za pomocą ognia - jak bertholdia trigona w kolorze sorbetu, gatunek pochodzący z pustyni w Arizonie. „Gdy nietoperze podeszły do nich, ćmy wytwarzały własne ultradźwiękowe dźwięki klikania z prędkością 4500 razy na sekundę, pokrywając otaczające środowisko i maskując się przed wykryciem sonaru”, napisał mój kolega z Smithsonian, Joseph Stromberg, w 2013 roku.
Oczywiście delfiny, wieloryby i morświny mają swoje własne sztuczki, a echolokacja jest nieco inna pod wodą. Fale dźwiękowe przemieszczają się znacznie dalej w dół, gdzie są bardziej wilgotne, co daje ssakom morskim dodatkowy bonus komunikacji na duże odległości. Ale to nie znaczy, że cierpią na dalekowzroczność: w rzeczywistości delfiny mogą używać sonaru, aby odróżnić obiekty tak małe jak ziarno kukurydzy i kulkę BB.
…
Ze swojej strony Wohlgemuth ma nadzieję, że możemy wykorzystać wgląd w biologię nietoperzy, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób nasz mózg przetwarza dźwięk. Ale może istnieć jeszcze bardziej bezpośrednia linia: badania wykazały, że „niewielka liczba osób niewidomych” - to znaczy ludzi - może nauczyć się nawigacji w skomplikowanych środowiskach za pomocą echolokacji.
Jednym z tych ludzi jest Daniel Kish, który był ślepy, odkąd skończył 13 miesięcy, i którego umiejętność echolokacji przyniosła mu przydomek „Batman”. Podobnie jak większość nietoperzy, echolokujący ludzie używają trzasków języka, a czasem pogłosu z trzciny, aby wizualizować otaczający ich świat. Jedno z badań wykazało, że kiedy ludzki mózg przetwarza te echa kliknięć, wykorzystuje regiony zwykle związane z widzeniem, a nie ze słyszeniem.
Tymczasem naukowcy tacy jak Panyutina zastanawiają się, o ile więcej gatunków może tam być, cicho się oddalając. W rzeczywistości Typhlomys ma kuzyna, kolczastego malucha z Malabar, znanego również ze słabego wzroku i nocnych zdolności wspinania się na drzewa. Kolczatka ma jednak znacznie większe oczy, więc Panyutina uważa, że może reprezentować bardziej prymitywny krok w kierunku całkowitej echolokacji wykazywanej przez Typhlomys.
Gdybyśmy tylko odkryli echolokację w koszatce, kto wie, jakie sekrety inne stworzenia mogą nauczyć nas o interakcjach drapieżnik-ofiara, koewolucji, a nawet wewnętrznych działaniach ludzkiego mózgu? Wydaje się, że wszystko, co musimy zrobić, to znaleźć nowe sposoby słuchania.
