Как звучал лес 165 миллионов лет назад: ученые восстановили звуки Юрского периода
Лес времен динозавров не был наполнен тяжелыми шагами крупных животных и громким ревом. Ночная аудиокартина чащобы Юрского периода оказалась гораздо сложнее — ученым лишь недавно удалось восстановить часть этого древнего «хора» и записать на пленку, как звучал лес 165 миллионов лет назад.
Реконструировать древние звуки помогли энтомологи. У сверчков, кузнечиков и их древних родственников механизм образования звука связан с твердыми структурами крыла, которые вполне способны пережить процесс окаменения. Исследователи изучили 20 ископаемых экземпляров девяти видов, а затем объединили данные о строении крыльев с экспериментами на современных насекомых, компьютерным моделированием и машинным обучением.
На переднем крыле некоторых таких насекомых находится своеобразный «напильник» — ряд мелких зубцов. Когда другая часть крыла проходит по нему, возникают вибрации, а само крыло начинает работать как звуковой генератор. Размер, форма и расстояние между зубцами позволяют приблизительно определить частоту звука, который производило насекомое.
Чтобы проверить свои расчеты, ученые сначала работали с современными сверчками и кузнечиками. Исследователи измеряли вибрации их крыльев с помощью лазеров и сравнивали полученные результаты с компьютерными моделями. После этого аналогичный подход применили к окаменевшим крыльям древних насекомых.
Большинство изученных видов, судя по расчетам, издавало сравнительно низкие для таких насекомых звуки. Их частота могла находиться примерно в районе 5 кГц, то есть быть сопоставимой с некоторыми современными сверчками.
Но один вид оказался гораздо интереснее остальных. Насекомое Sigmaboilus peregrinus, родственное современным кузнечикам, по расчетам могло создавать звук в диапазоне примерно от 20 до 22 кГц. Это уже граница человеческого слуха и выше нее: ультразвуком принято считать звуки с частотой свыше 20 кГц.
Ученые давно связывают распространение ультразвуковой коммуникации у насекомых с появлением летучих мышей. Эти млекопитающие используют высокочастотные сигналы для эхолокации, поэтому считалось возможным, что насекомым пришлось менять частоту своих сигналов в ответ на нового хищника. Однако первые летучие мыши появились примерно на 100 млн лет позже юрского периода. Если реконструкция Sigmaboilus peregrinus верна, насекомые уже использовали ультразвуковые сигналы задолго до появления этого класса хищников.
Авторы исследования предполагают, что давление могло исходить от ранних млекопитающих и других животных, способных слышать и находить по звуку насекомых. Постепенно между хищниками и добычей могла возникнуть своеобразная акустическая гонка: насекомые меняли частоту сигналов, а их слух адаптировался к новым условиям.
Древние насекомые могли звучать как электронные сигналы
Реконструированные звуки отличаются от привычного современного жужжания или резкого стрекота некоторых насекомых. Многие из них представляли собой достаточно чистые, узкополосные тона, то есть значительная часть энергии приходилась на небольшой диапазон частот. Для человеческого слуха доступные звуки могли бы напоминать короткие высокие свисты или электронные сигналы, повторяющиеся сериями. При этом часть древнего «хора» человек вообще не смог бы услышать из-за слишком высокой частоты.
Анатомия крыла позволяет с высокой точностью определить физическую частоту и тональность звука, но не сохраняет нервные импульсы. Скорость и ритмический рисунок песни определяются нервной системой, поэтому ученые могли лишь оценить потенциальный темп стрекотания с помощью ИИ.
