У дневных бабочек-пядениц обнаружили более крупные органы слуха

Автор: Изображение выше: joysglobal с iNaturalist, CC-BY, изображение ниже: авторы

Международная исследовательская группа решила проверить, будут ли у дневных бабочек-пядениц, менее подверженных угрозе со стороны летучих мышей, использовать эхолокацию, уменьшены тимпанальные органы. Эти специализированные органы слуха позволяют мотылькам обнаруживать высокочастотные сигналы, которые летучие мыши используют для поиска добычи ночью. Исследователи сравнили дневных мотыльков с их близкородственными ночными собратьями, ожидая уменьшения или потери этих органов слуха у дневных видов. К удивлению, оказалось обратное.

Их работа опубликована в журнале PeerJ.

«Результаты были неожиданными и противоречащими интуиции, поскольку дневные мотыльки не охотятся на летучих мышей. Поэтому мы предсказывали, что тимпанальные органы теперь будут функционально избыточными или уменьшенными, но это оказалось не так», — говорит приглашенный исследователь Финского музея естественной истории и ведущий автор исследования Прита Дей из Национального центра биологических наук в Бангалоре, Индия.

Летучие мыши находят и ловят насекомых с помощью эхолокации, издавая ультразвуковые сигналы для обнаружения добычи в темноте. В ответ на это давление многие мотыльки развили сложные уши, называемые тимпанальными органами, для обнаружения ультразвука летучих мышей. Когда мотылек слышит такие сигналы, он часто улетает по спирали или падает вниз.

Интересно, что чтобы избежать летучих мышей, некоторые ночные мотыльки переключили свою активность на дневное время и превратились в дневные виды. Этот поведенческий сдвиг дает исследователям уникальную возможность изучить сенсорную эволюцию тимпанальных органов: что происходит с этими структурами, когда хищничество летучих мышей больше не является движущей силой отбора?

Современное микро-КТ сканирование и 3D геометрическая морфометрия

У исследуемых видов — бабочек-пядениц — тимпанальные органы (то есть уши) расположены у основания брюшка. Эти органы крошечные и хрупкие, что делает их печально известными сложными для изучения с помощью традиционных морфологических методов. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи использовали неинвазивную 3D-визуализацию для изучения внутренней анатомии этих деликатных структур у 19 видов бабочек-пядениц с беспрецедентной точностью. Образцы, использованные в исследовании, были сохранены в музеях и получены с разных континентов.

Команда провела филогенетически обоснованный сравнительный анализ с использованием парных ночных и дневных видов. Они применили геометрическую морфометрию к 3D-реконструкциям органов слуха, чтобы сравнить объем тимпанальных органов и форму ансы — уникальной удлиненной структуры, обнаруженной у бабочек-пядениц. Вопреки ожиданиям, у дневных видов были значительно более крупные тимпанальные органы, чем у их ночных предков, и эти различия явно не коррелировали с размером тела.

«В этом исследовании мы демонстрируем новый способ использования старых музейных образцов в современных исследованиях», — говорит Макс Сёдерхольм из Финского музея естественной истории Хельсинкского университета, который проводил сканирование и 3D-моделирование тимпанальных органов.

По словам исследователей, эти результаты позволяют предположить, что дневные мотыльки могут использовать свои увеличенные уши для обнаружения низкочастотных звуков, издаваемых птицами или рептилиями. Это указывает на возможную новую функцию тимпанальных органов и предполагает более широкую роль слуха в обнаружении хищников в различных средах.

«Микро-КТ визуализация и 3D морфометрия открывают новые возможности для изучения функциональной морфологии в эволюционном контексте. В сочетании с внутренним опытом визуализации в Финском музее естественной истории эти инструменты позволяют нам исследовать ранее нерешенные эволюционные вопросы», — объясняет старший автор Паси Сивонен из Финского музея естественной истории.

Больше информации: Pritha Dey et al, Diurnal moths have larger hearing organs: evidence from comparative 3D morphometric study on geometrid moths, PeerJ (2025). DOI: 10.7717/peerj.19834

Источник: University of Helsinki