دانشمندان بخشی از دنیای صوتی عصر ژوراسیک را بازسازی کردند
پژوهشگران با تکیه بر فسیل بال حشرات باستانی، آزمایش روی حشرات امروزی، شبیهسازی رایانهای و یادگیری ماشین، بخشی از دنیای صوتی دوره ژوراسیک میانی را بازسازی کردند. بررسی ۲۰ فسیل متعلق به ۹ گونه از حشرات گروه انسیفرا نشان داد بیشتر این گونهها احتمالاً صداهایی با فرکانس حدود ۵ کیلوهرتز تولید میکردند، در حالی که یک گونه احتمالاً صداهایی با فرکانس بیش از ۲۰ کیلوهرتز داشته است.
صدای جنگلهای ژوراسیک چگونه بازسازی شد؟
صدای جیرجیر حشرات در جنگلهای ژوراسیک در مستند جدید نتفلیکس، «دایناسورها»، حاصل تخیل طراحان صدا نیست. بخشی از این صداها بر اساس ساختار بال فسیلهایی بازسازی شدهاند که حدود ۱۶۵ میلیون سال قدمت دارند.
بهگزارش ساینس، پژوهشگران در مطالعه جدید ۲۰ فسیل متعلق به ۹ گونه از حشرات گروه انسیفرا (Ensifera) را بررسی کردند. این جانوران از خویشاوندان باستانی جیرجیرکها و زنجرکهای شاخکبلند امروزی بودند و فسیلهایشان در سازند جیولونگشان در مغولستان داخلی چین کشف شده است.
این حشرات با مالش دو بال به یکدیگر صدا تولید میکردند. روی یکی از بالها رگهای دندانهدار شبیه سوهان قرار داشت و ساختاری در بال مقابل با کشیدهشدن روی آن، بال را به ارتعاش درمیآورد و صدا تولید میکرد.
فاصله و اندازه دندانهها و همچنین شکل بخش مرتعش بال، اطلاعات ارزشمندی درباره فرکانس صدای حشره در اختیار دانشمندان قرار میدهد.
نقش یادگیری ماشین در بازسازی صداها
پژوهشگران برای اطمینان از اینکه اطلاعات موجود واقعاً میتواند صدای حشرات را آشکار کند، ابتدا مدلهای زیستمکانیکی خود را روی نزدیک به ۱۰۰ گونه حشره امروزی آزمایش کردند.
آنها با استفاده از لیزر، نحوه ارتعاش بالها را اندازه گرفتند و سپس دادهها را با شبیهسازی رایانهای و مدلهای یادگیری ماشین ترکیب کردند.
در مرحله بعد، همین روش روی بالهای فسیلشده به کار گرفته شد تا فرکانس و برخی ویژگیهای صدای حشرات منقرضشده تخمین زده شود.
صدای فراصوتی یک حشره ژوراسیک
بیشتر گونههای بررسیشده احتمالاً صداهایی با فرکانس نسبتاً پایین، در حدود ۵ کیلوهرتز، تولید میکردند؛ محدودهای که با صدای برخی جیرجیرکهای امروزی شباهت دارد.
اما یک گونه، یعنی سیگمابوئیلوس پرگرینوس (Sigmaboilus peregrinus)، ظاهراً صداهایی با فرکانس بیش از ۲۰ کیلوهرتز تولید میکرده است. این محدوده از آستانه شنوایی معمول انسان فراتر میرود و در دسته صداهای فراصوت قرار میگیرد.
حشرات پیش از خفاشها وارد محدوده فراصوت شدند
این یافتهها از نظر تکاملی اهمیت دارند. پیش از این، خفاشها یکی از عوامل اصلی تکامل ارتباط فراصوتی در حشرات در نظر گرفته میشدند؛ زیرا بسیاری از خفاشها برای یافتن شکار از پژواکیابی استفاده میکنند.
اما خفاشها حدود ۵۵ میلیون سال پیش در فسیلها ظاهر شدند؛ یعنی دهها میلیون سال پس از حشراتی که در این پژوهش بررسی شدهاند.
بنابراین، حشرات خیلی پیش از ظهور خفاشها وارد محدوده فراصوت شده بودند. پژوهشگران احتمال میدهند پستانداران اولیه یا دیگر شکارچیان آن زمان با شنیدن صدای حشرات، بهتدریج فشاری تکاملی ایجاد کرده باشند که به تغییر شیوه ارتباط این حشرات منجر شده است.
صدای خالص حشرات ۱۶۵ میلیون سال پیش
یکی از ویژگیهای جالب صداهای بازسازیشده، خلوص آنها است.
بسیاری از این حشرات احتمالاً صداهایی داشتند که انرژیشان در محدوده باریکی از فرکانس متمرکز بود؛ نوعی صدای خالص که بیشتر شبیه نت موسیقی است تا وزوز یا صدای خشدار برخی حشرات امروزی.
