Чуруликанията и трептенията, които огласят юрските гори в новия сериал на Netflix „Динозаврите“, продуциран от Стивън Спилбърг, не са просто измислени от холивудски звукови дизайнери. Някои от тях са реконструирани от крила на изкопаеми насекоми на 165 милиона години.

Сега изследването зад този саундтрак бе публикувано в сп. Proceedings of the National Academy of Sciences. Чрез комбиниране на изящно запазени крила на изкопаеми насекоми с експерименти върху живи насекоми, компютърни симулации и машинно обучение, учените са пресъздали това, което те наричат ​​частичен средноюрски звуков пейзаж. Ако реконструкцията е вярна, едно от песните на насекомите би било най-старото известно доказателство за ултразвукова комуникация при животните – много преди появата на ехолокиращите прилепи.

„Беше наистина забавно да се проучи този въпрос", казва Робин Тингитела, поведенчески еколог в Университета в Денвър, който изучава еволюцията на комуникацията при щурците, но не е участвал в работата. „Самата идея, че всъщност можете да слушате този хипотетичен звуков пейзаж, който те генерираха в статията, беше наистина страхотна.“

Самият звук, разбира се, не се фосилизира. Но при щурците и американските щурци – известни още като храстови щурци – част от анатомията, която го произвежда, може. Назъбена жилка или „пилка“ на едно от предните крила на тези насекоми е покрита с малки, зъбоподобни издатини. Когато стъргалка на противоположното крило преминава през тях, части от крилото вибрират и произвеждат звук. Дължината и разстоянието между тези издатини, заедно с размера на вибриращата площ на крилото, дават улики за височината и структурата на получения зов.

В новото проучване изследователите анализираха 20 фосила, представляващи девет вида, които са живели приблизително на едно и също място и по едно и също време в днешна Вътрешна Монголия, което им позволи да изградят ансамбъл от животни, които са споделяли една и съща юрска среда. Учените първо тестваха своите биомеханични модели върху живи щурци, американски щурци и техните близки роднини, използвайки лазери, за да измерят как вибрират крилата им. След това приложиха валидираните модели към фосилните крила и провериха резултатите спрямо честотите на звуците, предсказани от живите насекоми. Машинното обучение помогна да се оцени колко бързо изчезналите насекоми са повтаряли основните си звукови единици.

Повечето от юрските видове вероятно са трептели на относително ниски честоти, сравними с много съвременни щурци. Ултразвукът е често срещан сред съвременните щурци, но еволюционният му произход е много по-труден за определяне. Един роднина на щурците, Sigmaboilus peregrinus, изглежда е издавал звуци между 20 и 22 килохерца - малко над горната граница на човешкия слух.

Много от реконструираните звуци също са били необичайно тесни по честота - с други думи, чист тон. „Чистият тон е музикален тон“, казва Фернандо Монтеалегре-Сапата, сензорен биолог в Университета на Линкълн и един от водещите изследователи на изследването. За човешкото ухо звуковите звуци биха звучали като ясни, високочестотни свирки или електронни бипкания, повтарящи се в подобни на щурци чуруликания, а не като дрезгаво бръмчене или съскане, произвеждани от някои насекоми днес. Такива звуци концентрират по-голямата част от енергията си в тясна честотна лента.

Това може да е помогнало на насекомите да общуват в претъпкан нощен звуков пейзаж, като същевременно е затруднило откриването им от хищниците. „Чувате пеене на щурец, но се опитайте да го локализирате“, казва Монтеалегре-Сапата. „Наистина не можете.“

Тази възможност дава на откритията еволюционен обрат. Прилепите, често сочени като основна сила, тласкаща насекомите към ултразвукова комуникация, са се появили едва около 100 милиона години по-късно. Вместо това, предполагат изследователите, ранните бозайници или подобни на бозайници хищници може би вече са подслушвали ухажващите звуци на насекомите. Това е „абсолютно правдоподобна идея“, казва Тингитела. „Има много неща, които подслушват насекомите.“

Монтеалегре-Сапата и колегите му си представят древноо съревнование: Тъй като ранните бозайници и техните роднини са се усъвършенствали в локализирането на пеещи насекоми, селекцията може да е благоприятствала по-чистите или по-високи звуци, докато собственият слух на насекомите еволюирал, за да се справи. Конкуренцията между видовете за ненатоварени честотни канали може да е добавила още един натиск, ефективно разделяйки юрската нощ на акустични ниши - някои близо до земята, други по-високо в растителността.

Реконструкцията има ограничения. Фосилната анатомия може да разкрие височината на тона и основния звук, издаван от насекомото, но не и ритъма и времевия модел на песента му, въпреки че последният е „наистина важен за комуникацията при пеещите насекоми“, казва Тингитела. Моделът се контролира от нервната система и движението на крилата, нито едно от които не е запазено в тези фосили.

И все пак, тези изчезнали насекоми са необичайно показателни. Повечето динозаври са произвеждали звуци, използвайки мекотъканни органи, които рядко се фосилизират, което прави песните им много по-трудни за реконструкция.

Вплетен в множество епизоди на „Динозаврите“, реконструираният звуков пейзаж промени начина, по който Монтеалегре-Сапата си представя древния свят. Юрските гори, казва той, са били „много оживена акустична среда“ – хор, простиращ се до честоти, които никой човек не би могъл да чуе.

Снимка: Unsplash

Виж още: Тази компания иска през 2029 г. да изпрати мисия до звездата Алфа Кентавър, която никой на Земята няма да доживее да види