Биологи раскрыли тайну пения сверчков

Океанический полевой сверчок (Teleogryllus oceanicus), сфотографированный на Гавайях. Автор: Silversea_starsong/iNaturalist

Западные биологи разработали инновационный метод реконструкции звуков, издаваемых сверчками, на основе физического строения их крыльев. Используя замеры сохранившихся образцов и компьютерное моделирование, учёные смогли точно воспроизвести механизм «пения» этих насекомых.

Новая методика, опубликованная в журнале Royal Society Open Science, была разработана профессором биологии Наташей Матре из Университета Западного Онтарио и её командой. Исследователи изучают биомеханику коммуникации насекомых и пауков.

В новом исследовании учёные представили компьютерную модель, которая точнее учитывает физические характеристики крыльев сверчков по сравнению с предыдущими попытками. Модель способна предсказывать вибрационные паттерны крыльев, включая те, на которых она не обучалась.

«Каждое крыло сверчка имеет уникальный рисунок жилок, который структурно важен для создания звуков», — объясняет Наташа Матре. «Одни жилки генерируют вибрации, другие укрепляют определённые участки крыла, создавая резонансные структуры».

Композитное изображение, показывающее паттерн вибраций крыла живого сверчка (справа) и предсказания физической модели (слева). Автор: Natasha Mhatre

Как сверчки издают звуки?

В отличие от птиц и млекопитающих, использующих голосовой аппарат, сверчки «поют» благодаря вибрациям передних крыльев. Эти жёсткие кожистые крылья содержат микроструктуры, ответственные за стрекотание. Поскольку крылья хорошо сохраняются в ископаемом виде, учёные могут изучать акустику даже вымерших видов.

Ранее в 2012 году команда Матре опубликовала революционное исследование в PNAS, где использовались упрощённые модели. Однако новый подход учитывает естественное крепление крыльев и их реальную подвижность, что делает расчёты более точными.

Интересно, что сухие музейные образцы крыльев резонируют на неправильной частоте из-за затвердевания материала. Но учёные обнаружили, что достаточно смочить крыло водой или искусственно уменьшить жёсткость в модели, чтобы восстановить оригинальную частоту звука.

Это открытие позволяет реконструировать «песни» древних сверчков и лучше понять эволюцию акустической коммуникации у насекомых.

Дополнительная информация: Ryan Weiner et al, Reliable reconstruction of cricket song from biophysical models and preserved specimens, Royal Society Open Science (2025). DOI: 10.1098/rsos.251005