صدای جیرجیر حشرات در تاریکی شب، یکی از آشناترین صداهای طبیعت است. اما اگر به ۱۶۵ میلیون سال پیش بازگردیم و به جنگلهای دوره ژوراسیک میانی قدم بگذاریم، چه صدایی به گوشمان میرسید؟ تیمی از محققان بینالمللی حالا پاسخی تقریبی برای این پرسش دارند؛ پاسخی که با ترکیب فسیل، لیزر و هوش مصنوعی به دست آمده است.
از فسیل بال تا مدل صوتی
حشرات گروه انسیفرا (Ensifera)، خویشاوندان باستانی جیرجیرکها و زنجرکهای شاخکبلند امروزی، صدای خود را از طریق مالش دو بال به یکدیگر تولید میکردند. روی یکی از بالها رگهای دندانهدار مانند سوهان قرار داشت و ساختاری در بال مقابل با کشیدهشدن روی آن، بال را به ارتعاش درمیآورد. فاصله و اندازه دندانهها و شکل بخش مرتعش بال، اطلاعاتی دقیق درباره فرکانس صدای نهایی در اختیار دانشمندان میگذارد.
پژوهشگران ۲۰ فسیل متعلق به ۹ گونه مختلف را از سازند جیولونگشان در مغولستان داخلی چین بررسی کردند. این فسیلها که حدود ۱۶۵ میلیون سال قدمت دارند، بهخوبی حفظ شدهاند و اطلاعات کافی برای بازسازی صوتی در اختیار تیم تحقیقاتی قرار میدهند.
آزمایش روی حشرات امروزی، سپس اعمال بر فسیلها
برای اطمینان از دقت مدلها، محققان ابتدا روش زیستمکانیکی خود را روی نزدیک به ۱۰۰ گونه حشره زنده آزمایش کردند. با استفاده از لیزر نحوه ارتعاش بالها را اندازه گرفتند و سپس دادهها را با شبیهسازی رایانهای و مدلهای یادگیری ماشین ترکیب کردند. پس از تأیید صحت مدلها روی حشرات امروزی، همین تکنیکها را روی بالهای فسیلی به کار بستند تا فرکانس و ویژگیهای صوتی حشرات منقرضشده تخمین زده شود.
فرکانسهایی فراتر از گوش انسان
بیشتر گونههای بررسیشده احتمالاً صداهایی با فرکانس نسبتاً پایین، در حدود ۵ کیلوهرتز، تولید میکردند؛ محدودهای که شباهت زیادی به صدای برخی جیرجیرکهای امروزی دارد. اما یک گونه به نام سیگمابوئیلوس پرگرینوس (Sigmaboilus peregrinus) شگفتی اصلی را رقم زد: این حشره ظاهراً صداهایی با فرکانس بیش از ۲۰ کیلوهرتز تولید میکرده است، یعنی فراتر از آستانه شنوایی معمول انسان و در قلمرو صداهای فراصوت.
این یافته از نظر تکاملی بسیار مهم است. پیش از این تصور میشد خفاشها یکی از عوامل اصلی تکامل ارتباط فراصوتی در حشرات باشند، زیرا بسیاری از خفاشها برای شکار از پژواکیابی استفاده میکنند. اما خفاشها حدود ۵۵ میلیون سال پیش در فسیلها ظاهر شدند؛ دهها میلیون سال پس از زمانی که این حشرات از قبل وارد محدوده فراصوت شده بودند. بنابراین فشار تکاملی ممکن است از سوی پستانداران اولیه یا شکارچیان دیگر آن دوره اعمال شده باشد.
صداهایی خالصتر از حشرات امروزی
یکی از ویژگیهای جالب صداهای بازسازیشده، خلوص بسیار بالای آنهاست. بسیاری از این حشرات احتمالاً صداهایی داشتند که انرژیشان در محدوده باریکی از فرکانس متمرکز بود؛ نوعی صدای خالص که بیشتر شبیه نت موسیقی است تا وزوز یا صدای خشدار برخی حشرات امروزی. چنین صدایی شاید یافتن محل دقیق حشره را برای شکارچیان دشوارتر میکرد.
از سوی دیگر، رقابت میان گونههای مختلف برای استفاده از فضای صوتی میتوانست هر گونه را به محدوده فرکانسی متفاوتی سوق دهد. به این ترتیب، جنگلهای ژوراسیک احتمالاً به لایههای صوتی متفاوتی تقسیم شده بودند؛ صداهایی نزدیک زمین و صداهایی دیگر در میان پوشش گیاهی بالاتر.
محدودیتهای بازسازی
البته فسیلها همهچیز را آشکار نمیکنند. دانشمندان میتوانند فرکانس و ویژگیهای پایه صدا را از شکل بالها استخراج کنند، اما ریتم و الگوی زمانی آواز قابل بازسازی نیست؛ چون این ویژگیها به فعالیت دستگاه عصبی و حرکت بالها وابستهاند و در فسیل باقی نمیمانند.
در مقایسه، بازسازی صوتی دایناسورها بسیار دشوارتر است زیرا اندامهای تولید صدای آنها عمدتاً از بافت نرم تشکیل شده و بهندرت فسیل میشوند. حشرات به دلیل داشتن ساختار سخت و دندانهدار تولید صدا، دریچهای کمنظیر به دنیای صوتی گذشته زمین گشودهاند.
یافتههای این پژوهش در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) منتشر شده و تصویری متفاوت از شبهای پرسروصدای جنگلهای ژوراسیک ترسیم میکند: محیطی که بهجز صدای قدمهای دایناسورها، احتمالاً پر از نغمه حشراتی بود که برخی از آنها صداهایی خارج از محدوده شنوایی انسان تولید میکردند.
دیدگاهها (0)
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.