Пение сверчков: механика и эволюция обмана

Новое исследование Университета Бристоля, опубликованное в PNAS, раскрывает, как самцы древесных сверчков могут использовать необычную механику своего пения, потенциально маскируя свой истинный размер для привлечения партнёрш.

Ключевое открытие

• Самцы сверчков привлекают самок громкими повторяющимися песнями, создаваемыми трением крыльев.
• У большинства сверчков частота звука (высота тона) напрямую зависит от размера особи: крупные самцы издают более низкие звуки, а мелкие — более высокие. Считалось, что этот параметр нельзя подделать из-за жёсткой механики звукоизвлечения.
• Однако древесные сверчки (например, вид Oecanthus henryi) меняют частоту своего пения в зависимости от температуры: от высокого 3.6 кГц при 27°C до низкого 2.3 кГц при 18°C.

Механизм переменной частоты

Учёные использовали микросканирующую лазерную доплеровскую виброметрию для анализа колебаний крыльев. Они обнаружили:

• Необычный характер вибрации: вибрирует всё крыло, а не его небольшая часть.
• В спектре вибрации присутствуют два слившихся пика вместо одного резкого.
• Ключевую роль играет длинная и необычная геометрия крыльев. Моделирование методом конечных элементов показало, что при такой форме различные вибрационные моды сближаются по частоте и амплитуде, сливаясь друг с другом.
• В результате крылья не фиксируются на одной частоте, а вибрируют в диапазоне частот. Поскольку сверчки холоднокровны, их активность зависит от температуры: при потеплении они двигают крыльями быстрее и задействуют более высокочастотную моду.

Эволюционный смысл

Исследование показало, что изменение геометрии крыльев (их увеличение), вероятнее всего, эволюционно служило для увеличения громкости (мощности) звука, а не для изменения частоты.

«Иногда понимание того, как что-то работает, критически важно для понимания, почему это работает именно так. Понимание механики проложило путь к пониманию эволюции песни древесного сверчка. Мы показали, что песня с переменной частотой — это побочный продукт увеличения силы звука, а не сама по себе желательная черта», — пояснила ведущий автор работы доктор Наташа Матре.

Последствия для «сватовства»

Теперь размер самца больше не связан напрямую с частотой песни, а зависит от того, насколько быстро он может двигать крыльями. Это открывает возможность для маскировки истинного размера с помощью пения, хотя вопрос о том, используют ли сверчки эту возможность намеренно, остаётся открытым. Правила «сватовства» в мире сверчков оказались переписаны.