Egy denevér, ami nem használ ultrahangos echolokációt

A gyümölcsdenevér nem használ echolokációt

A tudósok egy újabb kirakós darabra bukkantak abban a rejtvényben, amely arra a kérdésre keresi a választ, hogy az echolokáció vajon hogyan alakult a denevérekben. A Current Biology folyóiratban megjelent nemzetközi tanulmány szerint a tudomány most sikerrel közelebb lépett az évtizedekig tartó evolúciós rejtély megoldásához.

A denevérek figyelemre méltó hangjai

Echolokáció alatt azt értjük, amikor egy élőlény hangjeleket produkál, melyek a környezetről visszaverődnek, és az állat a jelek alapján képes a saját helyzetéről és a környezetéről információt szerezni.

A legtöbb denevér – kivéve a gyümölcsdenevéreket – magas hangokat használ az éjszakai navigációhoz.

A Current Biology folyóiratban most publikált nemzetközi tanulmány szerint a kifinomult echolokáció képessége ugyanis nem tekinthető általánosnak a denevérek körében. Az állatok számunkra nem hallható ultrahangtartományba eső, 20 kHz-es frekvencia feletti hangjeleket használnak az echolokációra, ám ez a képesség a gyümölcsdenevérekben talán soha nem alakult ki.

Echolokáció: hang alapján tájékozódó denevér Forrás: AFP/Photononstop/Francois Gilson

Az echolokáció használatával történő navigáláshoz a denevérek nagyfrekvenciás hívásokat kezdeményeznek a gégéjükben, és ezeket az orrukon vagy szájukon keresztül bocsátják ki.

Ebből a környezetről visszaverődő jelzésekből a denevérek információkat nyerhetnek ki a környezetük térbeli és texturális tulajdonságairól. Az éjszaka aktív egyedek számára tehát nagyon fontos, hogy megfelelően értékeljék ki a visszhangokat.

Töredékesek az ősi denevérek fosszíliái

A tudósok mintegy három évtizede próbálják megérteni, hogy vajon hogyan alakult ki az echolokációs képesség a denevérekben. Emellett arra is kíváncsiak voltak, hogy miért nem terjedt ki ez az adaptáció a gyümölcsdenevérekre. Eddig egy közös megegyezés eléréséért küzdöttek a témában, ám most úgy tűnik, hogy megtalálták a lehetséges választ.

A legtöbb denevér faj az echolokáció segítségével tájékozódik Forrás: AFP/DPA/Frans Lanting

Néhány evolúciós biológus úgy gondolja, hogy a gyümölcsdenevérek egykor hasonló képességekkel bírtak, mint modern társaik, ám valamikor elvesztették ezt a tulajdonságukat

– magyarázta Camilo López-Aguirre, az Új-dél-walesi Egyetem doktorandusz hallgatója a ScienceAlert online tudományos portálnak. – Mások szerint a gyümölcsdenevérek soha nem is rendelkeztek ezzel a képességgel, ami többszörösen fejlődött ki a különböző denevércsoportokban.

A denevér echolokációs képessége történetének feltárása azonban mindig is nagy kihívásnak bizonyult a tudomány számára.

Több mint 1400 ismert denevérfaj létezik, ami a Föld összes emlősfajának körülbelül egynegyedét teszi ki.

Az ősi denevérek fosszíliái azonban különösen ritkák és töredezettek, ezért hiányos az állatok 65 millió éves evolúciós történetének rekonstruálásához szükséges minta. Ezenkívül a ma ismert, echolokációt használó denevérfajok genetikai információi nem sokat segítenek abban, hogy a kutatók megértsék a szonárszerű rendszer működését.

Egy elveszett képesség nyomában

A kutatók a legújabb vizsgálatuk során ezért egy teljesen más megközelítést választottak. A denevér génjeire vagy kövületeire való összpontosítás helyett a fülük és a torok csontjainak nagyon korai fejlődését vizsgálták.

A gyümölcsdenevér nem használ echolokációt Forrás: San Diego Zoo

Az evolúciós vizsgálatok kimutatták, hogy ha egy fajcsoport valami miatt elveszíti az ősei által birtokolt tulajdonságot, akkor sem veszhet el teljesen a képesség minden aspektusa

– mondta és Laura AB Wilson, az Ausztrál Nemzeti Egyetem vezető oktatója. – Ehelyett a tulajdonság gyakran az élet nagyon korai szakaszában kezd kialakulni, és fejlődik tovább.

Hozzátette: ebből az következik, hogy ha minden denevér közös ősében jelen volt az echolokáció képessége, akkor azt várnánk, hogy

a modern gyümölcsdenevérek is mutatják ennek valamilyen fejlődési nyomát a fülben és a torokban.

A kutatócsoport a hongkongi Városi Egyetem, a Tokiói Egyetem és a Vietnami Tudományos és Technológiai Akadémia biológusait foglalta magában, akik denevérembrió példányok százait tanulmányozták a világ minden tájáról.

Korszerű képalkotó eljárást alkalmaztak az embriók lágyrész-szerkezetének mikroszkópos részletességgel történő digitális rekonstrukciójára.

Ezután összehasonlították a gyümölcsdenevéreket azokkal a denevérekkel, amelyek használják az echolokációt, illetve más emlősökkel, például egerekkel.

Feltűnő eredményeket értek el

A legújabb elemzésekből kiderült, hogy a gyümölcsdenevérek korai fülcsont-fejlődésük sotán nem mutattak olyan tulajdonságokat, amelyek hasonlóak lettek volna a kifinomult echolokációs képességgel rendelkező társaikéval.

Más szavakkal: nem volt bizonyíték arra, hogy a gyümölcsdenevérek valaha is képesek lettek volna a környezetről visszaverődő hangokat használni a tájékozódásához és táplálkozásához. Ez több kérdést vetett fel a szakemberek számára.

Egy egyiptomi gyümölcsdenevér Forrás: Genetic Literacy Project

Talán azt jelentheti, hogy a denevérek közös őse nem rendelkezett a jövő denevérei által használt echolokációs képességekkel

– mutatott rá Laura AB Wilson. – Alternatív megoldásként ez a közös ős az echolokációnak csak egy nagyon primitív változatát alkalmazhatta, ami egészen másként hangozhatott, mint a mai kifinomult jelzések.

A tudósok azonban egyelőre nem tudják biztosan, hogy melyik felvetés lehet az igaz. Kutatásuk során felfedezték a kifinomult denevér echolokátor képesség két fő csoportját, a Rhinolophoidea és a Yangochiroptera fül- és torokfejlődésének különböző mintáit is. Ez szerintük arra utal, hogy az állatok önállóan fejlesztették a szonárjukat.

Az echolokáció

Az echolokáció hozzásegíti az állatokat, hogy akkor is képesek legyenek felmérni környezetüket, felismerni a környezetükben található tárgyakat, növényeket, állatokat, ha sötét van. A denevérek az emberi fül számára nem hallható, magas frekvenciájú ultrahangokat bocsátanak ki. Mikor ezek a hanghullámok beleütköznek valamibe, visszaverődnek. Az állatok a visszaverődő hangokat érzékelik, és ebből nem csak a tárgyak irányát és távolságát, hanem a méretét és mozgását is fel tudják becsülni.

A denevérek a tájékozódáshoz szükséges hangokat a többi emlőshöz, vagy akár az
emberhez hasonlóan a gégefőben található hangszálakkal képzik. A hang frekvenciáját, azaz magasságát az itt található izmok megfeszítésével szabályozzák. A hangot egyes fajok az orrukon, más fajok a szájukon keresztül bocsájtják ki.

(Varázsbetű)

A megállapítás jól illeszkedik a denevérek genomjának szekvenálása után kapott információkhoz: ezek arra utalnak, hogy

minden denevér őse használhatta az echolokációt, ám ez valószínűleg valamiféle primitív echolokáció volt, ami össze sem vethető a modern fajoknál tapasztaltaknál.

A kutatók a jövőben azt szeretnék tanulmányozni, hogy a denevérek hallással kapcsolatos génjei hogyan változtak ki a korai fejlődés során. Úgy vélik, hogy ebből megtudhatják, hogy a gyümölcsdenevérek vajon teljesen „kitörölték-e magukból" az ősökben jelenlévő primitív echolokációs rendszert, ha egyáltalán ott volt valaha.