Палеонтологи из Великобритании реконструировали геометрию компонентов наружного уха и крыльев Eomortoniellus handlirschi, исключительно хорошо сохранившегося кузнечика, найденного в куске балтийского янтаря возрастом 44 миллиона лет. Ученые обнаружили, что этот кузнечик общался на пиковой частоте 32 кГц, и продемонстрировали, что его ухо было биофизически настроено не только на этот сигнал, но и обеспечивало слух при более высоких, ультразвуковых частотах (более 80 кГц). Вероятно, это помогало кузнечику обнаруживать хищников. Результаты показывают, что эволюция уникального слухового аппарата кузнечиков с его широкополосной ультразвуковой чувствительностью и биофизическими свойствами, аналогичными ушам млекопитающих, происходила уже в эпоху эоцена.
Образец янтаря был обнаружен в 1936 году на территории, тогда известной как Восточная Пруссия, Германия, а ныне как Калининградская область. Сейчас он находится в Лондонском музее естественной истории. Заключенное в нем насекомое, получившее видовое название Eomortoniellus handlirschi, на данный момент представляет собой единственный взрослый экземпляр представителя семейства настоящих кузнечиков (Tettigoniidae) в янтаре. Слуховой аппарат у этих насекомых расположен на голенях передних ног. Функцию барабанной перепонки у кузнечика выполняют две овальные перепонки, расположенные по обеим сторонам голени, у большинства настоящих кузнечиков они прикрыты хитиновыми покровами, так что снаружи видны только две продольные щели.
Компьютерная томография показала, что смола попала в щель на голени кузнечика. Благодаря смоле тонкая структура уха насекомого хорошо сохранилась. «Это открытие было бы невозможно без столь хорошо сохранившегося кузнечика, что подчеркивает, насколько важны музейные коллекции для обнаружения подобных экземпляров, — говорит один из авторов работы Чарли Вудроу (Charlie Woodrow). — Этот кузнечик застыл во времени в решающий момент гонки вооружений между эхолокационными хищниками и насекомыми. Незадолго до того, как это животное окаменело, летучие мыши развили способность к эхолокации, которая, возможно, заставила кузнечиков издавать звуки на более высоких частотах. В то же время их уши адаптировались, чтобы слышать летучих мышей, пытающихся их выследить».
Имеющиеся данные свидетельствуют, что кузнечики развивали способность издавать сигналы на всё более высоких частотах, чтобы оставаться незамеченными хищниками-млекопитающими, пока не перешли на ультразвук. Их голоса оставались незамеченными до тех пор, пока около 52 миллионов лет назад первые летучие мыши не научились использовать эхолокацию в ультразвуковом диапазоне. «Может показаться странным, что кузнечики продолжали петь на таких высоких тонах, когда их стало можно услышать, но ультразвук быстро рассеивается в окружающей среде. Это гарантирует, что летучая мышь, находящаяся на расстоянии, не услышит поющего кузнечика, поскольку звук прекратится прежде, чем долетит до нее. Морфологические и физиологические признаки, которые эти насекомые развили в ответ на хищников-млекопитающих, в основном летучих мышей, являются в настоящее время основными чертами, определяющими всё семейство настоящих кузнечиков (Tettigoniidae), которое также возникло в эоцене», — говорит профессор Университета Линкольна Фернандо Монтеалегре-Сапата (Fernando Montealegre-Zapata).
Используя модели распространения звука и того, как производят звук современные кузнечики, авторы работы смогли реконструировать брачный сигнал Eomortoniellus handlirschi. Они подсчитали, что кузнечики, вероятно, лучше всего слышали звуки частотой около 30 кГц (граница ультразвукового диапазона проходит на частоте в 20 кГц). Вероятно, слух насекомого был настроен на то, чтобы лучше всего слышать голоса представителей своего вида, что дает наилучшие шансы на встречу самца и самки. Исследователи также обнаружили два других пика слуха кузнечиков на частотах около 60 и 90 кГц. Предполагается, что это помогало насекомому настроиться на эхолокационные сигналы ранних летучих мышей, частота которых составляла около 40–65 кГц.
В последующие миллионы лет эта способность кузнечиков усиливалась, и теперь они могут слышать звуки частотой более 100 кГц.
Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
