Uvěřitelně pokročilý sluchový systém, který umožňuje skupině hmyzu poslouchat stejný zvuk dvakrát každým uchem, což jim pomáhá s naprostou přesností lokalizovat původ zvuku, objevili vědci z University of Lincoln ve Velké Británii..
Nový výzkum financovaný Leverhulme měl za cíl prozkoumat, jak je Copiphora gorgonensis – cvrček pocházející z Kolumbie v Jižní Americe – schopen slyšet zvukové signály od potenciálních kamarádů a detekovat zdroj zvuku.
Na rozdíl od obratlovců se uši cvrčků nacházejí v předních končetinách. Každá přední noha má pod kolenem jedno ucho se dvěma ušními bubínky (také známými jako bubínky), které jsou podepřeny úzkou válcovou trubicí (akustická průdušnice), která vede podél nohy uvnitř a otevírá se na straně těla hmyzu.
Výzkumníci zjistili, že jeden zvuk ve skutečnosti dorazí do uší cvrčků dvakrát, v různých časech a s různými amplitudami, pomocí vnější a vnitřní cesty. Ušní bubínky na každé noze přijímají zvuk z vnější strany a zevnitř přes tracheální trubici, což z tohoto typu ucha dělá „přijímač rozdílu tlaku“. To výrazně zlepšuje jejich schopnost lokalizovat zdroj zvuku.
Tento významný nový objev pomáhá vysvětlit, jak tento noční hmyz používá své pokročilé sluchové systémy, aby úspěšně lokalizoval své pářící se partnery ve tmě.
Studii vedl Dr Fernando Montealegre-Z z University of Lincoln's School of Life Sciences. Vysvětlil: „Náš výzkum použil pokročilé technologie, aby ukázal, jak tito cvrčci přijímají zvukové signály způsobem, který jim umožňuje detekovat jejich původní zdroj. Ukázali jsme, že zvuk přichází na každou bubínku dvakrát; externě normální rychlostí zvuku ve vzduchu a pak znovu interně přes akustickou průdušnici uvnitř zvířete, při mírně nižší rychlosti. Zajímavé je, že zvuk, který se pohybuje uvnitř tracheálních trubic, je také zesílen, protože trubice má efekt akustického rohu, trochu jako ušní trubka. Dohromady to znamená, že tento bubínek přijímá signál dvakrát – poprvé normální rychlostí zvuku a bez zesílení a podruhé pomaleji, ale hlasitěji.
"U savců jsou uši umístěny po stranách hlavy a jejich poloha a vzdálenost je dostatečná k tomu, aby způsobily nepatrné rozdíly v době příchodu signálu a také vytvořily rozdíly v amplitudách mezi oběma ušima. Protože tento hmyz je příliš malí na to, aby měli uši v hlavě, jejich umístění v nohách ve spojení s hadicovým systémem umožňuje hmyzu slyšet zvuk čtyřikrát, dvakrát do každého ucha. Jelikož jsou noční a samci zpívají, aby přilákali vzdálené samice k páření, zjištění vysvětlují, jak jsou ženy tak dobré v hledání nejlépe zpívajících mužů ve tmě, a pomáhají nám skutečně pochopit, jak takové citlivé a účinné sluchové systémy fungují."
Výzkum byl proveden jako součást průkopnického projektu financovaného nadací Leverhulme Trust s cílem prozkoumat, jak si hmyz vyvinul neuvěřitelné ultrazvukové sluchové schopnosti. Grant ve výši 250 000 GBP byl udělen na podporu práce Dr. Montealegre-Z, jejímž cílem je rozvinout integrované porozumění evoluci ultrazvukového sluchu u cvrčků.
Zjištění jsou publikována v Journal of the Royal Society Interface v novém článku, jehož autorem je Dr Thorin Jonsson, rovněž z Lincoln's School of Life Sciences.
Dr Jonsson řekl: "Vědci měli dříve relativně málo znalostí o fungování akustické průdušnice a o tom, co se stane se zvukovým signálem, když je uvnitř této části ucha. Výsledky, které jsme shromáždili, jsou proto mimořádně zajímavé, jak ukazují Jak je rychlost zvuku zpomalena, aby se zpozdil, aby dosáhl vnitřního povrchu ušního bubínku. To vytváří časovou prodlevu a nakonec znamená, že hmyz má příležitost slyšet stejný zvuk dvakrát.
"Porozumění tomuto vysoce citlivému a velmi jemnému mechanismu poskytuje fascinující pohled na to, jak tento hmyz používá uši k nalezení potenciálních partnerů, a může také inspirovat další oblasti výzkumu, jako je strojírenství nebo mikrorobotika."
