Глубоко в южноамериканском дождевом лесу, кузнечики углокрылые поднимают маленькие уши для прислушиваний к нажатию летучих мышей. Помимо этого, чтобы быть на передних ногах насекомых, те уши страно подобны отечественному собственному, новому изучению, показывает.
И методом подражания маленьким структурам, думают исследователи, инженеры имели возможность бы создать микроскопические звуковые датчики.Уши млекопитающих имеют три отличительных изюминки: барабанная перепонка либо барабанная перепонка, вибрирующая с приточными звуковыми волнами; три узких кости уха, передающие колебания во внутреннее ухо; и улитка уха, заполненная жидкостью катушка клеток датчика, отвечающих на колебания в разных частотах, устроенных от высоко для низкой симпатии ключей на фортепьяно.Жидкость нужна для клеток датчика для выживания. Но это также отклоняет солидную часть энергии звуковых волн — та же причина звук шумов, приглушенный, когда Вы заглядываете под водой, говорит Рональд Хой, нейробиолог в Корнелльском университете, сосредотачивающийся на звуковой коммуникации у насекомых.
Для клеток датчика чтобы получить сигналы, он говорит, должен быть механизм для преобразования громадных, не сильный бортовых звуковых волн в меньшие но более сильные перенесенные жидкостью звуковые волны, которые клетки датчика могут найти — процесс, названный соответствием импеданса. Это – то, где три структуры кости среднего уха млекопитающих входят — и, Хой говорит с его механической точностью и запутанной структурой в преобразовании этих сигналов, кости среднего уха продолжительно вычисляли «чудесным образом удара свиста».Ученые знали на протяжении многих лет, что, как млекопитающие, кузнечики углокрылые и имели отношение, у насекомых имеется миниатюрная барабанная перепонка; у них также имеется плоская полоса клеток датчика в их ногах. Но то, как эти насекомые преобразовывают бортовые звуковые волны в перенесенные жидкостью звуковые волны, было менее ясным — особенно, потому, что исследователи еще не идентифицировали заполненный жидкостью орган, что волны имели возможность путешествовать через.
Сейчас, исследователи в университете Линкольна и Бристольском университете, обоих в Соединенном Королевстве, считаюм, что нашли механизм в ушах Copiphora gorgonensis, виде кузнечика углокрылого от лесов Колумбии, соперничающей с костями среднего уха у млекопитающих. Структура есть столь маленькой — не больше, чем пару сотен микронов — что она, быть может, не была обнаружена разбором, заявляет Хой. «Даже если бы у Вас были золотые руки, то было бы легко отсутствовать».
Вместо этого биофизик Фернандо Монтеалегре-С нашёл структуру при изучении трехмерных изображений внутренних ушей насекомых из замечательных снимков компьютерной томографии — неразрушающий способ раньше изучил фоссилизируемые кости и другие экспонаты без принесения убытков. Потому, что Монтеалегре-С изучил изображения, он увидел мелкую, каверну формы конуса сзади барабанной перепонки кузнечиков углокрылых.
Две щепки кутикулы, подвешенной по обе стороны от каверны с маленькими хвостами, торчащими из каверны. Предстоящая экспертиза продемонстрировала, что каверна была заполнена масляной жидкостью. В то время как колебания поражают барабанную перепонку и переместили маленькие хвосты щепок вне каверны, долгие хвосты в каверне колебались, отправляя меньшие но более сильные волны, легко колеблющиеся через жидкость к последовательности клеток датчика.Этот преобразовывающий звук механизм будет похожим это в людях, но намного более простой, говорят bionanoscientist Дэниел Роберт, один из авторов изучения.
Это захватывающе, он говорит, в силу того, что это, «возможно, менее тонко и более прочно» и должно вдохновить инженеров делать очень мелкие, чувствительные микрофоны, которые могут услышать в сверхзвуковых частотах, и вдобавок улучшить медицинские устройства как слуховые аппараты.Кэтрин Карр, нейробиолог в Университете Мэриленда, Колледж-Парк, соглашается, что изучение «весьма увлекательно» — особенно, в силу того, что кузнечики углокрылые преодолели проблему импеданса, соответствующего «в таком маленьком масштабе».
Не обращая внимания на их огромные различия, у кузнечиков углокрылых и людей имеется «та же должностная инструкция», заявляет Хой: Они должны услышать через атмосфера даже при том, что их чувствительные клетки будут сохранены мокрыми. Перед этим изучением он говорит, ученые были «невежественны» о том, как насекомые как кузнечики углокрылые выполнили ту задачу. «Что сдувает меня», говорит он, «эволюционная сходимость между млекопитающими и насекомыми». – Эмили Андервуд