Многие светляки несъедобны и чтобы предупредить об этом летучих мышей, они, возможно, используют специальные акустические сигналы.
К такому выводу пришли зоологи из Израиля и Вьетнама, обнаружившие, что во время полета представители четырех видов этих жуков издают крыльями ультразвуковые щелчки, которых сами не слышат. Пока неясно, действительно ли эти сигналы отпугивают летучих мышей, однако если учесть, что некоторые бабочки также используют ультразвук для защиты от рукокрылых, эта гипотеза выглядит вполне реалистичной. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала iScience.
Яркая окраска и громкие звуковые сигналы помогают многим животным привлекать партнеров — однако одновременно они делают их более уязвимыми для хищников. Есть несколько способов решить эту проблему. Например, многие светляки (Lampyridae), биолюминесцентное свечение которых делает их легкой мишенью для хищников, стали неприятными на вкус или даже ядовитыми. Чтобы оповестить врагов, что с ними лучше не связываться, эти насекомые используют те же световые сигналы, что и для привлечения партнеров.
Эксперименты свидетельствуют, что эта стратегия эффективно действует против тех видов летучих мышей, что во время охоты частично полагаются на зрение. Однако на рукокрылых, которые плохо видят и находят добычу почти исключительно с помощью эхолокации, визуальные предупреждения светляков не произведут никакого впечатления. Кроме того, частота световых сигналов у этих жуков зачастую невелика — поэтому летучая мышь вполне может схватить одного из них в промежутке между вспышками, не заметив предупреждающего свечения. Таким образом, чтобы полностью обезопасить себя от атак рукокрылых, светлякам нужны дополнительные средства оповещения.
Команда зоологов во главе с Йосси Йовелем (Yossi Yovel) из Тель-Авивского университета высказала предположение, что помимо биолюминесценции светляки могут использовать в качестве предупреждающего сигнала ультразвук. Чтобы проверить эту идею, исследователи поймали самцов и самок, относящихся к четырем видам этих насекомых (представителей родов Sclerotia, Curtos и Luciola отловили во Вьетнаме, а Lampyroidea — в Израиле), и провели с ними ряд экспериментов.
На первом этапе исследователи подвешивали светляков на нитях и фиксировали их полет на видеокамеру, одновременно записывая все издаваемые ими звуки с помощью микрофона. Оказалось, что в полете представители всех четырех видов издают ультразвуковые щелчки частотой от 20 до 130 килогерц. Пиковая частота этих сигналов составляет 40-50 килогерц, что соответствует диапазону, в котором летучие мыши слышат лучше всего. У двух из четырех видов светляков щелчки производят представители обоих полов — причем отличий между сигналами самцов и самок ученым выявить не удалось. Это свидетельствует, что ультразвук используется не для привлечения партнеров.
Внимательно изучив видеозаписи, исследователи пришли к выводу, что у двух более мелких видов (представителей родов Luciola и Lampyroidea) частота щелчков совпадает с частотой взмахов крыльями. Судя по всему, эти насекомые издают ультразвуковые сигналы именно с помощью крыльев. У представителей двух более крупных видов (из родов Curtos и Sclerotia) частота сигналов в два раза выше частоты взмахов крыльями — однако каждый первый щелчок немного отличается от каждого второго, так что, вероятно, их источником являются разные участки крыльев.
Поскольку Йовель и его коллеги устанавливали микрофоны под разными углами к подопытным светлякам, им удалось выяснить, что щелчки почти одинаково хорошо распространяются во все стороны. Как показало моделирование, сигналы представителей рода Curtos летучая мышь может услышать на расстоянии до 13 метров, а Sclerotia — до 10,5 метра. Для мелких Luciola и Lampyroidea эти значения оказались более скромными: 2,1 и 3,8 метра соответственно. Во всех случаях, кроме Luciola, щелчки позволяют рукокрылым охотникам заметить светляка с большего расстояния, чем с помощью эхолокации. Данная особенность могла бы повысить риск, что насекомое станет жертвой хищника, однако если светляки используют ультразвуковые сигналы для предупреждения летучих мышей о собственной несъедобности, то им выгодно, чтобы их услышали как можно раньше.
Таким образом, светляки продемонстрировали, что способны издавать ультразвуковые сигналы, различимые рукокрылыми. Однако оставалось неясным, могут ли они сами слышать ультразвук. Чтобы выяснить это, Йовель и его соавторы проигрывали подвешенным на нить насекомым (в данном опыте использовались только три вида из Вьетнама) эхолокационный сигнал приближающейся летучей мыши. Исследователи ожидали, что в ответ на этот стимул светляки изменят позу, частоту вспышек или ультразвуковых сигналов. Однако насекомые, как летящие, так и пассивно висящие на нити, полностью проигнорировали эхолокационные сигналы летучих мышей. Это указывает, что они их не слышат — как и щелчки собственных крыльев.
Исследователи признают: чтобы подтвердить идею о защитной роли ультразвуковых сигналов, издаваемых светляками, необходимо экспериментально показать, что эти щелчки отпугивают летучих мышей. Тем не менее, данная гипотеза вполне реалистична, особенно если учесть, что, например, бабочки-медведицы (Arctiinae) защищаются от рукокрылых с помощью ультразвука, который позволяет предупредить хищника о несъедобности или просто напугать. Кроме того, летучие мыши, судя по анализу содержимого из помета, действительно почти никогда не едят светляков, хотя регулярно охотятся на жуков сходного размера.
Поскольку Йовель и его коллеги обнаружили способность к щелчкам сразу у четырех родов светляков, они предполагают, что эта особенность может быть общим свойством всего семейства. В таком случае несколько видов светляков из одной и той же местности могут использовать похожие предупреждающие сигналы и пользоваться преимуществами мюллеровской мимикрии (в которую, возможно, вовлечены и бабочки-медведицы). Научившись избегать представителей одного вида этих насекомых, летучие мыши не будут трогать и других светляков.
Автор: Сергей Коленов