Isyarat perkahwinan pepijat air lebih kuat daripada lumba-lumba dan paus • Barbara Vedenina • Berita sains mengenai "Elemen" • Biologi

Isyarat akuatik lebih kuat daripada lumba-lumba dan ikan paus

Bug air tawar Micronecta scholtzi. Imej dari bbc.co.uk

Para saintis dari Perancis dan Scotland telah menemui penyanyi haiwan paling kuat. Ia ternyata menjadi bug air tawar Micronecta scholtzi Saiz 2.3mm dari keluarga rowfish (Corixidae), diagihkan secara meluas di Eropah. Laki-laki spesies pepijat ini menarik wanita, memancarkan isyarat akustik dengan intensitas maksimum 99.2 dB pada jarak 1 m. Jika anda mengira semula tenaga akustik berbanding dengan saiz badan, maka M. scholtzi membuat suara yang paling kuat di kalangan haiwan terestrial dan suara yang setanding dengan intensiti dengan beberapa wakil yang tidakisi dari fauna akuatik. Para penulis mencadangkan bahawa isyarat nikah sedemikian boleh terjadi di bawah pengaruh pemilihan seksual tanpa adanya tekanan dari pemangsa.

Banyak haiwan menggunakan komunikasi akustik untuk menarik individu yang bertentangan seks. Sebagai peraturan, lelaki memancarkan isyarat panggil yang dipanggil, dan sebelum wanita tugasnya adalah untuk mengenali isyarat spesies mereka sendiri terhadap latar belakang banyak gangguan bunyi. Gangguan termasuk kedua-dua bunyi bukan spesifik (faktor abiotik dan antropogenik) dan yang spesifik, contohnya, bunyi spesies haiwan yang lain dipancarkan secara serentak.

Untuk memancarkan isyarat yang kuat dan jelas bukan tugas mudah walaupun untuk sistem bunyi tiruan, dan terdapat banyak batasan di dunia haiwan yang menghalang pengoptimuman yang baik. Salah satu daripada batasan ini adalah saiz badan. Lebih sukar bagi haiwan kecil untuk membuat suara yang kuat daripada haiwan besar. Semakin besar pemancar, semakin efisiennya ia dapat menghasilkan gelombang bunyi frekuensi rendah, yang pada gilirannya, cenderung menyebarkan jarak yang jauh lebih besar daripada gelombang frekuensi tinggi.

Oleh itu, frekuensi bunyi yang dipancarkan oleh haiwan kecil, seperti serangga, biasanya terletak di atas 2 kHz dan sering memasuki kawasan ultrasound (di atas 20 kHz). Beep haiwan jarang pakej nada tulen (iaitu bunyi frekuensi yang sama). Selalunya, spektrum mereka adalah pengedaran berterusan nilai-nilai dalam julat frekuensi tertentu, tetapi di antara nilai-nilai ini satu atau beberapa puncak (frekuensi dominan) dibezakan. Sebagai contoh, dalam rajah. 1 menunjukkan pergantungan panjang badan pada kekerapan dominan bunyi yang dihasilkan oleh pepijat air. Ia dapat dilihat bahawa kebergantungan ini adalah songsang: semakin kecil serangga, semakin tinggi kekerapan dominan isyarat akustik.

Rajah. 1. Hubungan antara panjang badan pelbagai jenis bug air dan kekerapan dominan bunyi yang mereka buat. Gambar dari artikel Theiss, 1982

Komunikasi akustik dalam organisma terestrial dan laut telah dikaji secara intensif dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Ketara kurang diterokai bunyi haiwan air tawar. Pakar dari Muzium Sejarah Alam Paris dan Universiti Glasgow (Scotland) terkejut mendapati bahawa pepijat itu Micronecta scholtzi dari keluarga Corixidae (mendayung) 2.3 mm, biasa di sungai dan kolam di sekitar Paris, ia mampu membuat bunyi yang kuat sehingga mereka dapat didengar berdiri di tepi sungai atau kolam.

Untuk analisis akustik, bug yang dikumpul secara semula jadi disimpan dalam bekas plastik berukuran 22 × 11 × 17 cm. Sebelum merekodkan isyarat, sekumpulan lima individu M. scholtzi diletakkan dalam bekas mesh. Kontena mesh ini pula diletakkan di tengah-tengah sebuah kapal plastik besar berukuran 46 × 30 × 17 cm, dengan kedalaman air 8 cm. Bahagian bawah sebuah kapal besar ditutup dengan kerikil. Suhu air adalah 23-24 ° C. Hidrofon terletak di bahagian bawah bekas lumpur. Isyarat dari hidrofon melalui penguat datang kepada perakam pita digital Marantz PMD 671 (kekerapan isyarat digital 48 kHz).Adalah mustahil untuk membezakan lelaki dari perempuan dalam pepijat ini tanpa mikromanipulasi tambahan, jadi pengiraan adalah bahawa sekurang-kurangnya seorang lelaki berada dalam kumpulan lima individu. Walaupun beberapa lelaki menyanyi pada masa yang sama, mereka tidak menyanyi serentak, oleh itu pada masa akan datang ia mungkin untuk mengasingkan isyarat setiap lelaki menggunakan program Avisoft SAS Lab Pro dan seewave.

Rajah. 2 Panggilan lelaki Micronecta scholtzi. Di atas – spectrogram (perubahan frekuensi bunyi dari masa ke masa), turun di bawah – oscillogram (perubahan amplitud bunyi dengan masa). Warna pada spectrogram menunjukkan tahap tekanan bunyi yang berbeza. Gambar dari artikel dibincangkan di PLOS ONE. Di sini anda boleh mendengar bunyi

Tahap tekanan bunyi diukur M. scholtzi, berbanding dengan 227 spesies haiwan yang berbeza (dua spesies reptilia, tiga spesies ikan, 24 spesies mamalia, 29 spesies burung, 46 spesies amfibia dan 123 spesies serangga arthropod). Data tekanan bunyi dalam kesusasteraan biasanya dilaporkan dalam desibel (dB). Oleh kerana rakaman isyarat pelbagai jenis dilakukan pada jarak yang berbeza untuk mikrofon, untuk perbandingan dengan isyarat M. scholtzi, direkodkan pada jarak 1 m, data literasi diterjemahkan ke dalam nilai mutlak tekanan dalam pascals (Pa), dan kemudian ditukar menjadi nilai relatif pada jarak 1 m dengan formula:

dBSPL @ 1m = Y – 20 log10(1/d),

di mana Y – tahap tekanan bunyi awal dalam dB, diukur pada jarak yang jauh d.

Oleh kerana dB adalah nilai logaritma, hubungan antara tekanan bunyi dengan saiz badan dianggarkan sebagai regresi SPL pada logaritma panjang badan haiwan.

Bunyi bunyi bip M. scholtzi terdiri daripada penggantian beberapa unsur yang lebih senyap dan lebih lama dan satu elemen yang lebih kuat dan lebih pendek (Rajah 2). Tempoh pengulangan kitaran sedemikian adalah kira-kira 1 s. Pada spectrogram itu dapat dilihat bahawa julat frekuensi isyarat berbeza dari 5 hingga 22 kHz. Menurut penulis, kekerapan dominan adalah purata 10 kHz. Spektrogram juga menunjukkan bahawa kekerapan isyarat tidak berubah dengan masa, iaitu modulasi frekuensi.

Rajah. 3 Regresi antara saiz badan dan paras tekanan bunyi tanah (cawan) dan air (datarana) haiwan. Tiga spesies haiwan (dengan nama Latin) menduduki nilai ekstrim. Regresi linear ditunjukkan garis pepejal. Analisis ini termasuk 57 spesies arthropod dan satu spesies ikan. Gambar dari artikel dibincangkan diPLOS ONE

Hasil regresi tekanan bunyi pada saiz badan menunjukkan bahawa M. scholtzi menempati nilai yang melampau berbanding 57 haiwan darat (Gambarajah 3). Dua lagi spesies juga menunjukkan nilai ekstrim, tetapi sebagai penyanyi paling senyap: kriket kecil Cycloptiloides canariensis dan mantis Mantis religiosa. Dalam kumpulan haiwan akuatik, analisis regresi mendedahkan empat spesies yang mempunyai nilai ekstrim nisbah tekanan bunyi dan saiz badan: menangkap udang Synalpheus parneomeris, ikan croaker Cynoscion regalislumba-lumba bottlenose Tursiops truncatus dan M. scholtzi (Rajah 4).

Rajah. 4 Regresi antara saiz badan dan paras tekanan bunyi dalam haiwan akuatik. Empat spesies haiwan menduduki nilai ekstrim. Regresi linear ditunjukkan garis pepejal. Analisis ini termasuk 3 spesies arthropod, 3 spesies ikan dan 11 spesies mamalia. Gambar dari artikel dibincangkan diPLOS ONE

Perlu diingatkan bahawa bunyi keras lebih mudah untuk memancarkan persekitaran akuatik daripada di udara (disebabkan oleh harmoni impedans akustik antara sumber bunyi dan medium). Ini mungkin sebahagiannya menjelaskan mengapa M. scholtzi menduduki kedudukan paling melampau apabila dibandingkan dengan haiwan darat, tetapi ternyata berada di tempat keempat apabila dibandingkan dengan organisma akuatik.

Apakah mekanisme pengeluaran bunyi dalam M. scholtzi? Seperti kebanyakan ahli keluarga Corixidae lain, permukaan perut bug tersebut ditutup dengan lapisan udara. Spesies-spesies genus Corixa menstruasi (lihat Stridulation) dengan cara geseran duri, yang terletak di hadapan tibia, terhadap tepi edaran tajam. Gelembung udara adalah pengayun berdenyut yang sangat baik. Micronecta juga mempunyai gelembung udara di sisi ventral badan. Tidak seperti Corixa, M. scholtzi membuat bunyi dengan gesekan gigi yang terletak pada bilah kanan alat kelamin, tentang sisir di bahagian kiri bahagian perut kelapan kelapan. Oleh itu, bahagian-bahagian tubuh yang lain terlibat, tetapi prinsipnya sama. Oleh itu, tidak begitu jelas bagaimana mekanisme yang agak biasa bagi arthropoda dapat menghasilkan bunyi yang kuat. Kesan Lombard diketahui, mengikut mana amplitud isyarat bunyi dapat bertambah besar sebagai tindak balas terhadap peningkatan bising ambien; Kesan ini diterangkan dalam sejumlah burung dan mamalia. Walau bagaimanapun, dengan kesan Lombard, peningkatan amplitud diperhatikan untuk masa yang sangat singkat, yang tidak sepadan dengan fenomena yang diamati dalam Micronecta.

Pada akhir artikel, penulis cuba memahami mengapa, dalam proses evolusi M. scholtzi seperti isyarat panggilan keluar yang kuat. Satu penjelasan yang mungkin adalah pemilihan seksual. Isyarat intensiti tinggi menyumbang kepada penyetempatan lelaki yang mudah dan cepat oleh wanita. Di samping itu, isyarat kuat boleh menjadi tanda kualiti tinggi lelaki, dan oleh itu wanita boleh memberi keutamaan kepada lelaki vokal terutama. Walau bagaimanapun, proses evolusi ciri-ciri seksual di bawah tindakan pemilihan seks semestinya seimbang oleh daya pemilihan semula jadi. Untuk menghasilkan isyarat kuat, anda perlu menghabiskan banyak tenaga – jadi mahal. Di samping itu, isyarat kuat menarik pemangsa yang berpotensi. Para penulis mencadangkan bahawa faktor terakhir tidak membatasi M. scholtzi – menurut mereka, tidak ada pemangsa seperti di kolam dan sungai di Eropah yang akan tertarik dengan bunyi bug kecil.

Sumber: Jérôme Sueur, David Mackie, James F. C. Windmill. Jadi Kecil, Sangat Tegas: Tahap Tekanan Bunyi Sangat Tinggi dari Serangga Akuatik Pygmy (Corixidae, Micronectinae). // PLOS ONE. 2011. 6 (6): e21089.

Lihat juga:
Joachim Theiß. Generasi dan radiasi bunyi dengan menyerang serangga air seperti yang ditunjukkan oleh corixids // Behav. Ecol. Socibiol. 1982. V. 10. P. 225-235.

Varvara Vedenina


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: