Когда солнце садится в лесах Вьетнама, из темноты появляется маленький скрытный грызун, который начинает метаться по ветвям деревьев в поисках фруктов и семян. Typhlomys, также известный как древесная мышь с мягким мехом или китайская соня пигмеев, имеет длину около трех дюймов и имеет хвост с белыми ворсинками, более длинный, чем его тело. Но он движется так быстро, что для человеческого глаза он выглядит как не более чем ночной размытость.
Связанный контент
- Как птицы, некоторые летучие мыши дрожат, чтобы ухаживать за своими товарищами
- Как летучие мыши пингуются на крыле - и выглядят мило, делая это
- Вот как дельфины видят людей с эхолокацией
- Слепые могут эхолоцировать
Это особенно впечатляет, потому что Typhlomys почти полностью слепой.
Когда ученые посмотрели на глазные яблоки Typhlomys под микроскопом, они быстро поняли, что его зрительные органы - полный беспорядок. Нерегулярные складки сетчатки «нарушают непрерывность проекции изображения», пишут исследователи, в то время как уменьшенное пространство между линзой и сетчаткой мешает животному сфокусироваться. Они также имеют уменьшенное количество ганглиозных клеток, принимающих изображение, что обычно является показателем восприятия. Древесные грызуны, кажется, способны определить разницу между светом и тьмой, но мало что еще.
Так как же Typhlomys избежать смерти или бежать прямо в пасть хищника? Согласно статье, опубликованной в « Интегративной зоологии» в декабре прошлого года, этот длиннохвостый меховой шарик имеет свою хитрость: он излучает ультразвуковой щебет, а затем перемещается по окружающей среде на основе эхо-сигналов, которые приходят в норму. Если это звучит очень похоже на другое ночное млекопитающее, вы правы: некоторые ученые считают, что Typhlomys может быть своего рода «переходным животным», которое может стать ключом к пониманию эволюции летучих мышей.
Это потому, что Typhlomys echolocates - биологическая уловка, которая долгое время считалась существующей исключительно у летучих мышей, китообразных и Сорвиголовы Марвел. (Когда-то считалось, что некоторые землеройки эхолоцируют, но новые исследования, похоже, опровергают это.) То есть, пока российские ученые не смогли наблюдать пару этих вьетнамских сонь в плену и записывать их ультразвуковые писк.
«Структура его вызовов удивительно похожа на частотно-модулированные вызовы летучих мышей», - говорит Александра Панютина, функциональный морфолог из Северцовского института в Москве и ведущий автор статьи, описывающей эхолокацию сони.
Разница, говорит Панютина, в том, что звонки Тифломы невероятно слабые. Они избегают как человеческого уха, так и устройств, называемых «детекторами летучих мышей», которые ученые обычно используют для прослушивания разговоров о летучих мышах. Но это также имеет смысл, говорит она, потому что даже несмотря на то, что Typhlomys быстр, как «удар молнии», он все же намного медленнее летучей мыши, летящей по воздуху, и объекты, по которым он должен перемещаться, находятся гораздо ближе.
Хвост луны моли производит слабый сигнал собственного эха, разрушая хищных летучих мышей. (Папилио / Алами) Открытие сверхмощного грызуна является захватывающим по многим причинам. Для начала, это первый орден грызунов. Во-вторых, очевидно, что существует множество грызунов, которые прекрасно обходятся без помощи ультразвуковых щелчков, что ставит вопрос о том, что приведет Typhlomys на этот эволюционный путь. Но ни один из них не является настолько заманчивым, как то, что эхолокационный грызун означает для нашего понимания эволюции летучих мышей.
Видите ли, ученые долго спорили, когда возникла именно эхолокация. Казалось, что наличие летучих мышей без эхолокации всегда предполагало, что способность к эхолокации приобреталась после того, как некоторые летучие мыши поднялись в небо. Тем не менее, другие ученые утверждают, что возможно и обратное: маленькие существа, похожие на летучих мышей, использовали эхолокацию, когда они прыгали и даже скользили по куполу, и только позже приобрели полноценный полет.
Однако с этой «теорией, основанной на эхолокации» возникла большая проблема: у нас не было записей о каких-либо таких переходных животных, когда-либо существовавших, ни живых, ни ископаемых. «Никто не мог даже представить себе такого существа, - говорит Панютина, - до нашего открытия о Тифломисе ».
Конечно, дискуссия далека от завершения. Фактически, недавнее исследование костей уха летучей мыши предполагает, что фруктовые летучие мыши никогда не обладали способностью к эхолокации, что было бы голосом в пользу теории «полет в первую очередь». И еще одно исследование показало, что некоторые виды фруктовых летучих мышей могут производить эхолокационные щелчки своими крыльями, что совершенно бесполезно, если учесть, что каждое другое эхолокационное животное, кажется, издает эти звуки изо рта.
Продвинутая эхолокация: мексиканские летучие мыши со свободным хвостом, которые живут в огромных колониях, которые могут превышать миллион особей, используют сонар для подавления сигналов своих соперников. (Данита Делимонт / Алами) Или, может быть, это не так уж и плохо. Мы живем в золотой век исследований эхолокации; только с начала прошлого года было опубликовано более 100 исследований со словом «эхолокация» в названии. И как показывают исследования Typhlomys, нам еще многое предстоит узнать о происхождении и природе этой замечательной способности. Неужели так сложно думать, что существуют другие методы эхолокации, которые исследователи еще не представили?
Например, исследование, опубликованное прошлой осенью в PLOS Biology, изучило причину, по которой большие коричневые летучие мыши качают головами, как щенки, и сгибают кончики ушей. Мы говорим о движениях, которые происходят в течение миллисекунд и в масштабе миллиметров, говорит Мелвилл Вольгемут, нейробиолог из Университета Джона Хопкинса и ведущий автор исследования «Виляние головы».
Движения не просто милые: каждое тонкое изменение положения головы или ушей летучей мыши позволяет ей сузить поле «зрения», как когда мы прищурим глаза или поднесем ладонь к уху. «Имея более широкий акустический обзор, они гарантируют, что они все еще могут получать эхо от цели, даже если она движется беспорядочно перед ними», - говорит Вольгемут. «И это часто делают насекомые. Когда они обнаруживают, что летучая мышь собирается их поймать, они как бы погружаются в силу ».
Без модных камер с высоким разрешением, которые стали доступны в последние годы, мы никогда бы не смогли наблюдать поведение летучих мышей в таких деталях. И это только один пример сложности классической эхолокации. Существуют даже более странные формы этой сверхдержавы, иногда возникающие в качестве противодействия эхолокации летучих мышей.
Например, есть мотыльки, которые могут слышать, когда летучая мышь приближается. Но у других видов мотыльков нет ушей, поэтому им приходится полагаться на другие способы помешать своим врагам. Блестяще окрашенный лунный мотылек развил кружащийся хвост, который генерирует собственный постоянный слабый эхо-сигнал - сигнал, который нарушает точность летучей мыши и заставляет ее пропустить. Тигровые мотыльки, с другой стороны, производят ультразвуковые щелчки, чтобы летучие мыши лучше осознавали свое присутствие. Эти мотыльки не звонят в обеденный звонок: они совершенно ядовиты, и их щелчки предназначены для рекламы этого факта. («Не ешь меня, братан. Тебе не понравится, как я на вкус».)
Есть также мотыльки, которые могут, так сказать, бороться с огнем огнем - как, например, Bertholdia trigona цвета шербета, родом из пустыни Аризоны. «Когда к ним приближались летучие мыши, мотыльки издавали свои собственные ультразвуковые щелкающие звуки со скоростью 4500 раз в секунду, покрывая окружающую среду и скрывая себя от обнаружения сонара», - написал мой коллега из Смитсоновского института Джозеф Стромберг в 2013 году.
Конечно, у дельфинов, китов и морских свиней есть свои хитрости, и эхолокация под водой немного отличается. Звуковые волны распространяются намного дальше вниз, где они более влажные, что дает морским млекопитающим дополнительный бонус при связи на большом расстоянии. Но это не значит, что они страдают дальнозоркостью: на самом деле дельфины могут использовать свой сонар, чтобы определить разницу между такими маленькими объектами, как зерно кукурузы и шарик ВВ.
...
Уолгемут, со своей стороны, надеется, что мы сможем лучше понять биологию летучих мышей, чтобы лучше понять, как звучит наш собственный мозг. Но здесь можно провести еще более прямую линию: исследования показали, что «небольшое количество слепых», то есть людей, может обучаться ориентироваться в сложных условиях, используя эхолокацию.
Одним из таких людей является Даниэль Киш, который был слепым с 13 месяцев, и чья способность к эхолокации принесла ему прозвище «Бэтмен». Подобно большинству летучих мышей, эхолоцирующие люди используют щелчки языка или иногда реверберации от своей трости, чтобы визуализировать мир вокруг себя. Одно исследование показало, что когда человеческий мозг обрабатывает эти эхо-сигналы, он использует области, обычно связанные со зрением, а не со слухом.
Тем временем такие исследователи, как Панютина, задаются вопросом, сколько еще видов может быть там, тихо щелкая. На самом деле, у Typhlomys есть двоюродный брат, колючая соня Malabar, которая также известна своим плохим зрением и ночным мастерством лазания по деревьям. Колючая соня имеет значительно большие глаза, поэтому Панютина считает, что это может быть более примитивный шаг в направлении к полной эхолокации, которую демонстрирует Typhlomys.
Если бы мы только что обнаружили эхолокацию в сонях, кто знает, какие секреты могут рассказать нам другие существа о взаимодействиях хищник-жертва, коэволюции или даже о внутренней работе человеческого мозга? Кажется, все, что нам нужно сделать, - это найти новые способы слушать.
