Размер шрифта
Новости Спорт
Выйти
Ограничения интернета в РоссииДень Победы — 2026Война США и Израиля против Ирана
Наука
ТВЗ

Ультразвук догнал мышей в полете

Учёные доказали, что летучие мыши сначала научились летать, а потом пользоваться ультразвуком

Согласно находкам палеонтологов, первые летучие мыши жили в лесу и не обладали способностью к эхолокации. Остается непонятным, как они могли настолько хорошо охотиться на насекомых и носиться по лесу, не врезаясь в деревья.

Известный эволюционный вопрос о том, что было раньше — курица или яйцо, если исходить из современных воззрений, не требует ответа. Другое дело реконструкция более частных, но от того не менее интересных событий миллионлетней давности.

Одно из них — пара «полет — эхолокация» у летучей мыши. То, что млекопитающие смогли подняться в воздух, не так удивительно, ведь за миллионы лет до них это сделали насекомые, рептилии и птицы. Но совершенно другое дело – механизм, который они используют для ориентации. Современные приборы только несколько лет назад позволили человеку обрести «ультразвуковое зрение», доступное летучим мышам десятки миллионов лет.

Эхолокация

(эхо и лат. locatio — положение) — способ при помощи которого положение объекта определяется по времени задержки возвращений отражённой волны.

Эхолокация может быть основана на отражении сигналов различной частоты — радиоволн, ультразвука и звука. Первые эхолокационные системы направляли сигнал в определённую точку пространства и по задержке ответа определяли её удалённость при извесной скорости перемещения данного сигнала в данной среде и способности препятствия, до которого измеряется расстояние, отражать данный вид сигнала. Обследование участка дна таким образом при помощи звука занимало значительное время.

Сейчас используются различные технические решения с одновременным использованием сигналов различной частоты, которые позвляют существенно ускорить процесс эхолокации.

Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг, в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов. Наиболее развита у летучих мышей и дельфинов, также её используют землеройки, ряд видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и др.).

Данный способ ориентации в пространстве позволяет животным обнаруживать объекты, распознавать их и даже охотиться в условиях полного отсутствия света, в пещерах и на значительной глубине.

Хотя вопрос, как долго крылатые владеют им, тоже длительное время оставался спорным. До недавнего времени никто не мог опровергнуть ни одну из трех гипотез: первым был полет, а потом эхолокация; первой была эхолокация; и, наконец, оба достижения возникли одновременно. Специфика эволюции как науки в том, что у всех трех были соответствующие абсолютно логичные, но малоподтвержденные палеонтологическими находками обоснования.

Объединив новую находку германских, американских и канадских палеонтологов в формации Грин-Ривер в Вайоминге вместе со старыми артефактами, о которых сообщалось осенью, ученые смогли поставить точку в длительном споре, отдав пальму первенства полету. Работа учёных принята к публикации в журнале Nature. Чарльз Дарвин был бы рад, ведь эволюция летучих мышей, как он сам признавал, была одним из слабых мест его «Происхождения видов».

И сделано это было не с помощью подсчета количества шишек на голове ископаемых млекопитающих, датируемых ранним эоценом (52,5 миллиона лет назад), хотя анализ скелета, безусловно, играл ключевую роль.

Летучие мыши

(Microchiroptera) — подотряд рукокрылых, содержащий большую часть видов этого отряда. Они отличаются от подотряда крыланов следующими признаками:

* В отличие от крыланов, они используют эхолокацию.
* У них нет когтя на втором пальце передних конечностей.
* Их наружные уши не образуют закрытое кольцо вокруг ушного отверстия.
* У них нет пушковых волос; они либо голые, либо у них растут только стержневые волосы.

Большая часть питается насекомыми, однако большие летучие мыши могут питаться птицами, ящерицами, лягушками, или даже рыбой. В Южной Америке существует несколько видов летучих мышей (вампиры), которые питаются кровью крупных млекопитающих.

По мнению апологетов первичности эхолокации, предки летучих мышей вели лесной образ жизни, охотясь на насекомых. Ультразвук позволял им делать это в темноте, падая на жертву с веток; это компенсировало и неумение летать, и недостаток скорости. В подтверждение своей гипотезы они приводят современных тупай, у которых есть рудименты эхолокационной системы, и отсутствие у ископаемых скелетов древних шпоры, наподобие птичьей.

Но если допустить, что далекие предшественники вели дневной образ жизни, то эхолокация практически полностью компенсируется зрением и, более того, становится энергетически невыгодной.

Как показали в свое время шотландские ученые, «себестоимость» ультразвука для современной летучей мыши, находящейся в покое очень высока, ведь нужно с высокой частотой генерировать колебания достаточной амплитуды и энергии, которой бы хватило на отражение и обратный путь. Эти колебания создаются с помощью сильных сокращений дыхательной мускулатуры.

В движении дополнительные затраты практически равны нулю, а волны обеспечиваются биением крыльев и вентиляцией легких.

Описанные Нэнси Симмонс и её коллегами останки относятся к новому виду Onychonycteris finneyi, существенно отличающемуся от своих современных, да и других ископаемых собратьев. Именно в этом его уникальность. Все найденные до сегодняшнего дня останки летучих мышей практически полностью соответствовали строению современных особей. Это относится и к древнейшему из известных прежде роду Icaronycteris, тоже датируемому концом раннего эоцена, но уже обладающему всеми чертами современных микрохироптер.

Onychonycteris finneyi

Кроме когтей на каждом пальце у ископаемой мыши хорошо развита шпора, не свойственная более ранним находкам.

Позвоночник хорошо сохранился и, как и у большинства млекопитающих, состоит из 7 шейных, 12 грудных, 7 поясничных и 12-13 хвостовых позвонков.

Сращения позвонков и ребер, наблюдаемых у некоторых летучих мышей, у онихониктериса нет.

Вновь описанный онихониктерис из-за наличия когтей на каждом пальце (у современных рукокрылых всего лишь два когтя на каждой конечности) уже получил прозвище «20-когтевой».

Но главная деталь – нормальная улитка уха, а точнее — отсутствие её увеличения, необходимого для регистрации отраженных волн.

А раз не было аппарата для регистрации, то не было и самого «ультразвукового зрения». Хотя не исключено, что сами колебания особь всё-таки могла производить, уж слишком похоже её остальное строение на современных родственников.

Анализ пропорций тела позволил ученым сказать, что онихониктерис вел лесной образ жизни, что, кстати, признавалось апологетами обеих гипотез.

Правда, ответы ученые смогли получить не на все вопросы.

Верхняя часть черепа обоих описанных Симмонс особей оказалась раздавлена, конечно, не во время тренировок, а за миллионы лет хранения в скале. Ученые надеялись проанализировать размер глазниц, ведь это помогло бы им сказать, дневной или ночной образ жизни вёл их подопечный. Пока не получилось.

 
Подготовка к параду Победы, сроки за майнинг и карта шашлычных мест на «Госуслугах». Главное за 7 мая
На сайте используются cookies. Продолжая использовать сайт, вы принимаете условия
Ok
1 Подписывайтесь на Газету.Ru в MAX Все ключевые события — в нашем канале. Подписывайтесь!