Webhely-hozzáférési kód

Írja be hozzáférési kódját az alábbi űrlapmezőbe.

Ha Ön Zinio, Nook, Kindle, Apple vagy Google Play előfizető, megadhatja a webhely hozzáférési kódját az előfizetői hozzáférés megszerzéséhez. Webhely-hozzáférési kódja a digitális kiadás Tartalomjegyzék oldalának jobb felső sarkában található.

Hírlevél

Iratkozzon fel hírlevelünkre a legfrissebb tudományos hírekért

Minden alkalommal, amikor zenét tesz fel, vagy meghallgatja az előadó szavait, részt vesz a biológia csodájában - a hallás képességében. A hangok csak nyomáshullámok, amelyek ritka levegőmolekulákon lépnek át. A füled nem csak érzékeli ezeket a rezgéseket, de dekódolja is őket, hogy felfedje egy Bach-szonátát, nevető barátot vagy dudáló autót.

Ez három lépésben történik. Először: elfog. A hanghullámok áthaladnak a fülén, amelyet valóban láthat, és rezegnek egy membránt, feszesen feszítve a hallójáraton keresztül. Ez a dobhártya, vagy még hangoztatóbban a dobhártya. A másik oldalon a dobhártya három apró, jól elnevezett csonthoz - a kalapácshoz, az üllőhöz és a kengyelhez - csatlakozik, amelyek összekapcsolják a levegővel töltött külső fület a folyadékkal töltött belső füllel.

A csontok elvégzik a második lépést: átalakítják és felerősítik. A viszonylag széles dobhártya nyomását a kengyel sokkal vékonyabb hegyébe továbbítják, a nagy, de halvány, levegő által szállított rezgéseket kicsi, de erős, folyadék által szállított rezgésekké alakítják.

Ezek a rezgések belépnek a belső fülbe, amely úgy néz ki, mint egy francia habverő, aki kidugódik egy csigahéjból. Egyelőre hagyja figyelmen kívül a habverőt - a héj a csiga, egy feltekert cső, amely folyadékkal van tele és érzékeny szőrsejtekkel van bélelve. Ezek elvégzik a harmadik lépést: a frekvenciaelemzést. Mindegyik cella különböző frekvenciákra reagál, és szépen vannak elhelyezve úgy, hogy az alacsony frekvenciájúak a cső egyik végén, a nagy frekvenciák pedig a másik végén legyenek. Olyanok, mint egy fordított zongora billentyűzet, amely inkább érzékel, mint játszik. Az ezekből a sejtekből származó jeleket továbbítják a hallóidegbe, és dekódolják az agyban. És voila - hallunk valamit.

Minden emlősfül ugyanúgy működik: rögzíti a hangot; konvertálni és felerősíteni; és elemezze a frekvenciákat. De a jó alkalmazkodást ritkán pazarolják csak az életfa egyetlen részére. A különböző ágak gyakran hasonló megoldásokat fejlesztenek ki az élet problémáira. Éppen ezért a dél-amerikai esőerdőkben egy katydid - a tücskök rokona - ugyanazt a háromlépcsős módszert hallja, amelyet mi használunk, de a térdén található fülekkel.

A szöcskéknek, a tücsköknek és a sáskáknak mind térdfülük van, amelyek csupán egy milliméter töredékéig az állatvilág legkisebb fülei közé tartoznak. Annak ellenére, hogy számtalan ilyen rovart boncoltak fel, senki sem értette igazán e fülek szerkezetét.

Fernando Montealegre-Z a Bristoli Egyetemről pótolta a többi hiányosságot. A jura tücsök hangjának újjáélesztésétől kezdve egy katydid nevű tanulmányozásához fordult Copiphora gorgonensis, zöld rovar narancssárga arccal, tetején egyszarvúszerű tüskével és komikus gyöngyszemekkel.

Apró tárgyakhoz tervezett CT-szkenner segítségével elemezte az élő katydidák lábát. A vizsgálatok során mindegyik térdén egy dobhártya (vagy dobhártya) volt látható. Ennyit már tudtunk. De a Montealagre-Z két új orgonát is felfedezett.

Az első - az akusztikus vezikulum (AV) - olyan, mint a csiga tekercselt változata, egy keskenyedő üreges folyadékkal töltött cső. Más tudósok feltételezték, hogy az AV egyszerű véredény, de Montealegre-Z tudta, hogy ez nem lehet helyes. Először is csak az első lábpárban található meg, ahol a katydid füle van. Érzékeny sejtek sorát tartalmazza, az úgynevezett crista acustica-t, mint a csigánkat szegélyező szőrsejtek. Szerepük ugyanaz - a frekvenciák elemzése.

Az AV-t minden dobhártyához egy teljesen új szerkezet, az úgynevezett dobhártya (TP) köti. Úgy néz ki, mint a rovar kemény külső kutikulájának csak egy része, de lézerekkel a Montealegre-Z megállapította, hogy időben rezeg a dobhártyával. Ez a lemez a három fülcsontunk katydid változata - egy merev kar, amely átalakítja a levegővel töltött külső fület a folyadékkal töltött halló hólyaggal. És ahogy dobhártyáink felülete 17-szer nagyobb, mint kengyelünk, a katydid dobhártyája 13-szor nagyobb felületű, mint dobhártyája. A hatás ugyanaz: a nagy halvány rezgések kis erősekké alakulnak.

Tehát itt hallja a katydid. Első lépés: a két dobhártya rögzíti a hangot, csakúgy, mint a miénk. Második lépés: a dobpanel ezeket a rezgéseket a folyadékkal töltött halló vezikulumba küldi, felerősítve őket a folyamat során. Harmadik lépés: a hullámok végigjárják a crista acustica-t, amelynek sejtjei reagálnak a különböző frekvenciákra, és ezt az információt elküldik a rovar idegrendszerébe. Ugyanaz a felállítás, mint a saját fülünkben, de százszor kisebb szerkezetekben.

A hasonlóságok ellenére nyilvánvaló különbségek vannak a katydid és a saját fülünk között, a hely és a párosított dobhártyák mellett. Kochleaink 17 000 és 24 000 szőrsejtet tartalmaznak, míg a katididák csak 14–70 szőrzetet tartalmaznak. Ezek a sejtek 10 és 50 kiloHertz közötti frekvenciatartományt fednek le. Ez három nagyon magas hangmagasságú oktáv körül terjed ki, és sokkal szélesebb, mint az egyetlen hang, amelyet a katydidák egymásnak adnak - 18–23 kHz körüli udvarlati jegyzet. Montealagre-Z úgy véli, hogy a rovarok úgy fejlődtek, hogy saját szerenádjaikon túl más hangokat is halljanak - talán vadász denevérek nagy frekvenciájú hívásai.

Referencia: Montealegre-Z, Jonsson, Robson-Brown, Postles és Robert. 2012. Konvergens evolúció a rovarok és az emlősök meghallgatása között. Tudomány http://dx.doi.org/10.1126/science.1225271

Kép írta Daniel Robert és Fernando Montealegre-Z