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聋蛾进化为消除噪声的标度,以逃避猎物–比当前的声音工程技术更高效

2021-09-29 19:50:06来源:

本研究中使用的四个物种之一(Antherina suraka)。这种飞蛾的胸鳞可以吸收回声定位蝙蝠产生的声能的85%。

某些种类的聋蛾可吸收掠食性蝙蝠传入的声能中的85%,后者使用回声定位对其进行检测。这项发现于2020年2月25日在英国皇家学会接口上发表,揭示了无法听到蝙蝠的超声波声音的飞蛾,已经进化出这种巧妙的防御策略来帮助其生存。

蝙蝠在夜间使用echolocation进行狩猎。这种技术也被称为生物声纳,大约在6500万年前就已经发展起来,它使蝙蝠能够搜寻并寻找猎物,从而对夜间昆虫造成巨大的捕食压力。许多夜行性昆虫进化出的一种防御手段是能够听到蝙蝠的超声波声,这使它们能够积极躲避正在靠近的蝙蝠。

一种特别蓬松的蛾类(Periphoba arcaei),表现出高度拉长的胸鳞,作为对蝙蝠的一种声音伪装。

但是,许多蛾类听不到。布里斯托大学的研究人员小组希望研究一些蝙蝠蛾可能进化出的蝙蝠的替代防御方法。

布里斯托尔生物科学学院的研究小组使用扫描电子显微镜发现,蛾类Antherina suraka和Callosamia promethea的胸鳞在结构上类似于用作隔音材料的纤维,因此想探讨是否可能是蛾的胸鳞。通过某种方式吸收蝙蝠的超声咔嗒声,并抑制返回到蝙蝠的回声,从而为飞蛾提供了一种声学迷彩。

研究小组测算出,飞蛾身上的鳞片可吸收多达85%的传入声能,并且这种鳞片可以将蝙蝠能够检测到蛾子的距离缩短近25%,从而有可能为蛾子提供一个飞蛾。其生存机会大大增加。

飞蛾和蝴蝶的合成图像,显示了我们如何使用声学层析成像技术来使用声音创建图片。彩色图像显示目标物种,而灰度是最终的层析图像。这种技术使我们能够准确地测量出标本某些身体部位反射了多少声音。

布里斯托尔生物科学学院研究助理,主要作者托马斯·尼尔博士说:“我们惊讶地发现,这些非凡的昆虫能够达到与市售的技术吸声器相同的吸声水平,同时又更薄,更轻。

“我们现在正在寻找利用这些生物系统来激发隔音技术新解决方案的方法,并分析飞蛾翅膀的结垢,以探索它们是否也具有吸音性能。”

参考:Thomas R. Neil,沉智远,Daniel Robert,Bruce W. Drinkwater和Marc W. Holderied撰写的“作为蝙蝠生物声纳的隐形涂层的飞蛾鳞片”,2020年2月26日,皇家学会接口。DOI:
10.1098 / rsif.2019.0692

该研究由生物技术与生物科学研究委员会(BBSRC)和工程与物理科学研究委员会(EPSRC)资助。