Анализ окаменелых кузнечиков, их органов, создающих и воспринимающих звук, предоставил новые сведения об эволюции звуковой среды. Еще в середине мезозоя эти насекомые обладали широким диапазоном частот и применяли звуки для сложных коммуникаций, а их звуки были преобладающими в звуковом окружении лесных обитателей.
Звуковые сигналы сыграли важную роль в процессе эволюции животных, особенно это касается насекомых. Воссоздание древних акустических сигналов является непростой задачей, поскольку окаменелые органы, связанные со звуком, встречаются крайне редко. Использование звуковых сигналов для общения на расстоянии было впервые применено наземными животными – насекомыми.
Международная группа палеоэнтомологов, возглавляемая Китайской академией наук, провела всестороннее и глобальное исследование ископаемых катидид мезозойской эры. Эти насекомые, близкие к сверчкам и кузнечикам, и составляющие обширную группу, стали одними из первых, кто освоил звуковую коммуникацию. Исследование, опубликованное в журнале PNAS, дает совершенно новое представление об эволюции насекомых и звукового ландшафта мезозойских лесов.
Ученые идентифицировали древнейшие тимпанальные органы – структуры, выполняющие функцию слуха у многих современных насекомых и включающие перепонку, трахею, примыкающую к ней изнутри, и чувствительные элементы, расположенные у перепонки. Это открытие позволило пересмотреть время появления слуховых органов, характерных для современных насекомых, отодвинув его на 100 миллионов лет назад, в средний юрский период (примерно 160 миллионов лет назад).
Анализ вокальных частот мезозойских кузнечиков указывает на то, что сложные акустические системы коммуникации, охватывающие сигналы привлечения партнера и общение между самцами, сформировались у этих насекомых не позднее середины юрского периода. Звуки, издаваемые этими кузнечиками, охватывали широкий диапазон, включая высокочастотные вокализации, напоминающие музыку. В позднем триасе, вероятно, различные виды кантидид заняли отдельные акустические ниши. Это свидетельствует о том, что акустическая коммуникация играла значительную роль в процессе эволюции.
Переход кузнечиков от фауны насекомых, существовавшей в юрском периоде, к современной фауне совпал с появлением разнообразных групп млекопитающих и развитием их слуха, что является аргументом в пользу гипотезы акустической коэволюции этих групп. Предполагается, что высокочастотные вокализации кузнечиков мезозойской эры могли способствовать развитию сложных слуховых систем у ранних млекопитающих, а насекомоядные млекопитающие, обладавшие хорошим слухом, могли оказывать влияние на эволюцию кузнечиков.
Анализ показал, что стрекот насекомых, в особенности кантидид, был основным звуком в лесном хоре триасового периода. Это существенно отличается от современной звуковой картины. С появлением птиц и лягушек лесной звуковой ландшафт приобрел почти современный вид.