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科学家重建150年前昆虫的歌曲

已知只有这一个螽斯物种标本——但它保存完好的翅膀暗示了它的鸣叫声结构。

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这个物种大约在 150 年前被描述,基于一个单独的标本,该标本保存在伦敦自然历史博物馆。此后没有发现其他物种,而且该标本已高度退化。根据可恢复的特征,这张图显示了这种昆虫在现实生活中可能的样子。Credit: Charlie Woodrow, CC-BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

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这听起来像是科幻小说——但根据一项新研究,研究人员可以使用高精度激光和昆虫翅膀来弄清楚已故昆虫听起来是什么样的。

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雄性螽斯通过摩擦它们的翅膀来发出响亮的鸣叫声。它们用一个翅膀上坚硬的刮板摩擦另一个翅膀上的齿状锉刀。 这会振动像窗户一样的共振器,称为镜子和竖琴,它们像音叉一样摆动以放大声音。 所有螽斯都以这种方式产生声音,研究人员可以使用其乐器的形状和大小来预测其旋律可能听起来的样子。

在这项新的研究中,该团队重建了一种名为Prophalangopsis obscura的 150 年历史的螽斯的鸣叫声。 大约 150 年前,专家们在印度收集了这种昆虫,这是迄今为止发现的唯一雄性标本。 它今天可能仍然存在,但自最初发现以来,没有人再发现另一只雄性——无论死活。

为了弄清楚螽斯唱歌的音调,研究人员需要知道锉刀有多长以及翅膀如何共振。 他们在干燥的标本附近播放不同的声音频率,并使用激光测量翅膀如何振动。 他们甚至测量了翅膀会以多快的速度衰减,以确定鸣叫声会以多快的速度减弱。

然后,他们估计了昆虫需要多长时间才能将其整个刮板摩擦到锉刀上,以预测每次鸣叫持续多长时间。 作者构建了一个软件,该软件使用这些参数来重建鸣叫声。

这种生物产生纯音声音,很像大多数螽斯物种。 然而,它的谐振频率为 4.7 kHz,与大多数亲戚相比,它的音调较低。

科学家们认为,低音调的鸣叫声可能表明该物种没有受到严重捕食。 低频声音传播距离远:这就是为什么你可以从远处听到摇滚音乐会的鼓声,但很少能听到主唱的声音。 这种螽斯发出响亮的旋律,因此它可能不太关心避免捕食者。

该团队还希望他们可以使用重建的鸣叫声作为模板,在录音中追踪该物种的活体标本。 他们希望有一天,他们能找到并录制一个活体个体,并验证他们的声学重建的可靠性。

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