Насекомые слышат один звук дважды в каждом ухе для точного поиска партнера

Ученые из Университета Линкольна (Великобритания) обнаружили удивительно сложную слуховую систему у группы насекомых, которая позволяет им слышать один и тот же звук дважды в каждом ухе, что обеспечивает точное определение источника звука.

Исследование, финансируемое Leverhulme Trust, было посвящено изучению того, как кузнечик Copiphora gorgonensis (родом из Колумбии, Южная Америка) способен слышать звуковые сигналы потенциальных партнеров и определять их местоположение.

В отличие от позвоночных, уши кузнечиков расположены на передних ногах. Каждая передняя нога имеет одно ухо ниже "колена" с двумя барабанными перепонками (тимпанальными мембранами). С внутренней стороны они соединены с узкой цилиндрической трубкой (акустической трахеей), которая проходит вдоль ноги и открывается на боку насекомого.

Исследователи обнаружили, что один звук фактически достигает ушей кузнечика дважды, в разное время и с разной амплитудой, используя внешний и внутренний пути. Барабанные перепонки в каждой ноге получают звук с внешней стороны и изнутри — через трахейную трубку, что делает этот тип уха "приемником разности давлений". Это значительно улучшает их способность локализовать источник звука.

Это важное открытие объясняет, как эти ночные насекомые используют свои продвинутые слуховые системы для успешного поиска партнеров в темноте.

Как работает система?

• Звук сначала достигает перепонки снаружи со скоростью звука в воздухе.
• Затем тот же звук, проходя по акустической трахее, достигает внутренней стороны перепонки с небольшой задержкой.
• Трахея действует как акустический рупор, усиливая звук, проходящий внутри.
• В итоге каждая тимпанальная мембрана получает сигнал дважды: первый раз — быстрее и без усиления, второй раз — с задержкой, но громче.

Доктор Фернандо Монтеалегре-З, руководивший исследованием, пояснил: "Поскольку эти насекомые слишком малы, чтобы иметь уши на голове, их расположение на ногах вместе с трубчатой системой позволяет насекомому услышать один звук четыре раза: дважды в каждом ухе".

Исследование является частью проекта по изучению эволюции ультразвукового слуха у насекомых, поддержанного грантом Leverhulme Trust в размере £250 000.

Результаты опубликованы в журнале Journal of the Royal Society Interface. Соавтор работы доктор Торин Йонссон отметил, что понимание этого высокочувствительного механизма может вдохновить исследования в других областях, таких как инженерия или микро-робототехника.