蛾は音響デコイを使ってコウモリの攻撃をかわす:新研究

蛾は音響デコイを使ってコウモリの攻撃をかわす:新研究生物学
©The Conversation

著者情報:Marc Holderied氏, ブリストル大学 感覚生物学教授、 Thomas R Neil氏, ブリストル大学 生物科学部 博士研究員

世界各地の暗い空では、コウモリと彼らの餌となる夜行性の昆虫との間で毎晩のように戦いが繰り広げられている。

コウモリは、音で移動する反響定位1動物が音や超音波を発し、その反響によって物体の距離・方向・大きさなどを知ること。ソナー。を備えているため、夕暮れ時に窓を叩いている一見無知な昆虫を食べるのに苦労しないと思われています。

しかし、コウモリが超音波の感度を進化させたのは6,500万年前のことです。

これは、昆虫に代わって自然淘汰が進むのに十分な時間であり、その結果、蛾に特に多く見られる多様な進化的防御手段が生まれたのです。

コウモリはこれらの適応に対応して、捕食者と被食者の間で共進化の軍拡競争を繰り広げています。

あるコウモリは、自分の鳴き声の周波数を、蛾が敏感に反応しないスペクトル部分にシフトしました。

また、鳴き声の振幅を小さくし、基本的に「ささやくように」狩りをすることで、攻撃が迫っていることを蛾に知らせないようにしています。

最近の研究では、コウモリに襲われても無傷でいられるように、カイコガが進化させた特別なテクニックに注目しています。

それは、音響デコイ(囮)の使用です。

翼端に設置されたこのデコイは、コウモリに蛾の体の匂いというか音を感じさせないため、コウモリに襲われてもほとんどの場合、生き残ることができるのです。

回避行動

蛾の多くは夜行性で、昼間は休息し、夜になると活動します。

そのため、鳥の目からは逃れることができますが、夜空を共にするコウモリの目からは逃れることができません。

そのため、蛾は影のような敵に対して、独自の防御手段を開発しなければならなかったのです。

多くの蛾は、超音波に感応する聴覚を進化させ、近づいてくるコウモリを検知して回避行動をとることができるようになりました。

また、超音波で音を出す能力を身につけた蛾もいます。

コウモリに自分が美味しくないことを警告したり、あるいはコウモリのソナーを妨害して効果的な狩りができないようにしたりしています。

Bat echolocating and capturing moths

また、多くの蛾は、近くにいるコウモリに気づかなくても身を守るための受動的な防御を進化させています。

そのような防御策の1つが音響迷彩です。

私たちの研究室では、蛾の体の中央部にある球状の胸部鱗粉が、非常に優れた吸音材であることを実証しました。

そのため、コウモリの超音波による鳴き声が蛾の体から返ってくる反響が少なくなり、夜空に静かに消えていくことができるのです。

さらに最近では、蛾の羽の鱗粉も同様の保護効果を持つことがわかりました。

個々の鱗粉は、狩りをするコウモリが使用する異なる周波数で振動し、反響定位で使用される音のエネルギーを散逸させます。

この発見により、蛾の羽は自然界に存在する初の音響メタマテリアル2遮音材となりました。

翼と祈り

翼と祈り

コウモリの攻撃をかわすために翼端に音響デコイ(囮)を発生させる。©Thomas R Neil, Author provided

他の蛾は、翼から響く音を消すのではなく、増幅させるという別のアプローチをとっています。

これらの蛾は死を願っているわけではなく、コウモリが傷つきやすい体ではなく翼端を狙うように音響的なおとりを投げているのです。

音響的なおとりは、これまでにも、いくつかのカイコガの細長い後翅3昆虫の二対の翅(はね)のうち、後方の一対。 うしろばね。の尾で確認されています。

尾はねじれた構造になっており、超音波を当てると強い反響が得られます。

コウモリの攻撃を後翅の方に逸らすことで、この蛾はコウモリの攻撃の約70%を生き延びることができるという研究結果があります。

私たちの最近の研究では、カイコガの前翅に見られる不思議な波紋と折りたたまれた翼端に注目しました。

これらの構造は、他のカイコガに見られる細長い後翅と同じ保護機能を果たしているのではないかと考えました。

この仮説を検証するために、私たちは革新的な音響トモグラフィー4音波の伝播時間を測定して、音波の伝わった内部の状態を調べる技術。を用いて、蛾の体と翼の中で最も強い反響を発する部分をマッピングしました。

蛾の標本に超音波を当て、その反響を記録しました。

これは、コウモリが反響定位を使って獲物を探すのと同じです。

これを何千もの異なる角度から行うことで、音による蛾の画像を作成しました。

これにより、蛾のどの部分が大きな反響を生み、どの部分が弱い反響を生むのかが正確にわかりました。

カイコガのトモグラフィー画像。

カイコガのトモグラフィー画像。赤は強いエコーを示す。©Thomas R Neil, Author provided

私たちは、前翅の構造が異なる9種類の蛾をテストしました。

その結果、最も精巧な形をした蛾では、翼端が胴体よりも一貫して強い反響を生み出し、反響の強さは最大で10デシベルもの差があることがわかりました。

次に、この強い反響がどのようにして作られるのかを理解するために、翼端のトポロジーを調べようと思いました。

表面走査型顕微鏡を用いて、2種類の「音響再帰反射体(アコースティックリトロフレクター)」と呼ばれる構造物を確認しました。

これは、音がどの角度から当たっても、常に音源に戻るように形成された構造物です。

音響再帰反射板は、音が自分の中で何度も反射して音源に戻ってくるという仕組みです。

カイコガの翼端に2種類の再帰反射板を発見。hemispheric retroreflector(半球型反射板)、Corner Reflector(コーナー反射板)©Thomas R Neil, Author provided

その複雑な仕組みは、コウモリを追い払うために蛾の羽が進化させた、驚異的なデコイ機能を物語っています。

音響的なおとりの発見は、コウモリと蛾の夜間の軍拡競争に光を当てるものです。

コウモリは、このようなおとり機能に対抗して、自分たちの武器を強化することができるのでしょうか。The Conversation

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

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