Китайские исследователи воссоздали звуки, издаваемые предками современных кузнечиков, обитавшими в лесах юрского периода около 165 миллионов лет назад. Для этого они проанализировали окаменелости древних насекомых и провели сравнение с крыльями существующих видов кузнечиков. Полученные данные свидетельствуют о том, что даже во времена динозавров кузнечики были способны издавать чистые тона и ультразвуковые колебания.

О крайне ограниченном объеме информации о вокализации древних животных приходится сожалеть. Воссоздание голосов птиц и динозавров представляется практически невозможным, поскольку мягкие ткани, такие как связки и сиринкс – природные органы, обеспечивающие звукоизвлечение – не окаменевают.

В некоторых случаях хорошо сохраняются отпечатки хитиновых покровов насекомых. Учитывая, что кузнечики, сверчки и цикады производят звуки путем трения твердых хитиновых поверхностей, появилась возможность реконструировать их голоса до определенной степени. Этим потенциалом воспользовались ученые.

Задача исследователей заключалась не только в восстановлении стрекота древних кузнечиков, но и в проверке способности к издаванию ультразвука. Современные кузнечики используют эту возможность для защиты от летучих мышей, применяющих эхолокацию. Однако летучие мыши появились значительно позже – 55 миллионов лет назад. Возникает вопрос: исполняли ли древние кузнечики ультразвуковые мелодии до их появления?

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, в ходе исследования, были проанализированы двадцать хорошо сохранившихся окаменелостей, принадлежащих девяти видам вымерших кузнечиков, обнаруженных в слоях формации Цзюлуншань в Китае. Эти насекомые населяли один и тот же лесной массив приблизительно 165 миллионов лет назад.

Специалисты-биологи провели измерения параметров трения крыльев у современных представителей семейства кузнечиков, отдавая предпочтение наиболее древним и малоизмененным видам, используя лазерный виброметр. Полученные данные были сопоставлены с моделями окаменелых крыльев для определения частот звуков, издаваемых вымершими насекомыми. Помимо этого, ученые установили взаимосвязь между длиной зазубренной жилки на крыле и высотой воспроизводимого звука.

Определить частоту звука удалось, однако темп звука не сохраняется в структуре крыла, поскольку он определяется нервной системой. Для восстановления этого параметра исследователи использовали машинный алгоритм, обученный на данных современных видов. Нейросеть проанализировала строение древних крыльев и рассчитала наиболее вероятный ритм их стрекотания.

Проведенные расчеты продемонстрировали, что обитатели юрского периода издавали звуки в диапазоне от 5 до 10,5 килогерц. Один из видов, Sigmaboilus peregrinus, издавая звуки на частоте 20,5 килогерца, что представляет собой древнейший зафиксированный пример ультразвуковой коммуникации среди животных.

Анализ показал, что все вокализации характеризовались чистотой тона, лишенной посторонних шумов. Исследователи предположили, что такая особенность служила механизмом защиты от древних насекомоядных млекопитающих, поскольку их слуховой аппарат испытывал трудности в определении местоположения источника ультразвуковых сигналов, позволяя кузнечикам петь, оставаясь незамеченными для потенциальных хищников.

Дополнительные исследования выявили, что зубчики на некоторых древних крыльях были расположены с переменным интервалом, формируя участки различной плотности. Это свидетельствует о том, что уже 165 миллионов лет назад насекомые обладали способностью модифицировать частоту и интенсивность звука, создавая сложные акустические паттерны.

Авторы научной работы подчеркнули, что использование двумерных моделей для анализа плоских окаменелостей вносит некоторую погрешность в расчеты, а определенный ритм песен был вычислен с помощью алгоритма, что не позволяет считать его точным параметром. Тем не менее полученные данные указывают на то, что акустическая борьба между хищниками и жертвами началась задолго до эволюции летучих мышей. Вокализация насекомых стимулировала развитие сложного строения внутреннего уха у ранних млекопитающих, в ответ на что последние совершенствовали свои маскировочные способности посредством чистого тона.