(Кони Кер/iStock/Гети изображения плюс) Учените откриха още едно парче от пъзела за това как ехолокацията се е развила при прилепите, приближавайки се към разрешаването на дълга десетилетия еволюционна мистерия.
Всички прилепи - с изключение на плодовите прилепи от семейство Pteropodidae (наричани още летящи лисици ) - може да „ехолокира“ с помощта на високи звуци за навигация през нощта.
Международно проучване, ръководено от нас, публикувано на 5 март 2021 г в Актуална биология , показа как способността за усъвършенствана ехолокация не само е еволюирала многократно в групи от прилепи, но и че никога еволюира в плодови прилепи.
Забележителните звуци на прилепи
За да се ориентират с помощта на ехолокация, прилепите произвеждат високочестотни повиквания в своя ларинкс (гласова кутия) и ги излъчват през носа или устата си. Тези обаждания, обикновено направени на по-високи честоти, отколкото хората могат да чуят, отекват от обекти и се връщат обратно.
От тази обратна връзка прилепите могат да извлекат информация за пространствените и текстурните свойства на заобикалящата ги среда.
В продължение на три десетилетия учените са се опитвали да разберат как ехолокацията е еволюирала при прилепите и защо тази адаптация не се е разпростряла върху плодовите прилепи. Досега те се борят да постигнат консенсус.
Някои еволюционни биолози смятат, че плодовите прилепи някога са могли да ехолокират като съвременните си събратя, но в един момент загубих това способност. Други предполагат, че плодните прилепи никога не са придобивали тази черта на първо място и това еволюира няколко пъти в различни групи прилепи.
Ембрионите помагат за разопаковането на еволюционна мистерия
Разкриването на историята на ехолокацията на прилепите винаги е било трудна задача. Има повече от 1400 вида прилепи, съставляващи около една четвърт от всички видове бозайници на Земята. Като такива, те идват в a забележителен диапазон .
Въпреки това, прилеп вкаменелости са особено оскъдни и фрагментирани. На учените им липсват екземплярите, необходими за реконструкция на 65-милионната еволюционна история на прилепите.
Също така, генетичната информация на днешните ехолокиращи видове прилепи не е направила много, за да ни помогне да разберем как всъщност работи подобната на сонар система.
Ние възприехме различен подход. Вместо да се фокусираме върху гените или вкаменелостите на прилепите, ние изследвахме много ранното развитие на техните ушни и гърлени кости.
Еволюционните изследвания показват, че ако група видове в крайна сметка изгуби черта, която са притежавали нейните предци, не всички аспекти на чертата са напълно загубени. Вместо това чертата често започва да се развива в много ранните етапи от живота, но не напредва.
Така че, ако ехолокацията присъстваше в общия прародител на всички прилепи, бихме очаквали съвременните плодови прилепи да покажат някаква следа от това в развитието на ушите и гърлото си.
Нашата изследователска група, включваща биолози от City University of Hong Kong, University of Tokyo и Виетнамската академия за наука и технологии, проучи стотици екземпляри от ембриони на прилепи от цял свят.
Използвахме модерен метод за изобразяване, за да реконструираме дигитално структурата на меките тъкани на ембрионите в микроскопски детайли. Сравнихме плодови прилепи с ехолокиращи прилепи, а също и неехолокиращи бозайници, като мишки.
Поразителни резултати
Нашият анализ разкри, че плодовите прилепи са неразличими от неехолокиращите бозайници във всички аспекти на тяхното ранно развитие на ушната кост.
Също така няма характеристики, които да са подобни на тези, наблюдавани при прилепите, които имат усъвършенствана способност за ехолокация. С други думи, нямаше доказателства, които да предполагат, че прилепите за плодове някога биха могли да ехолокират.
Това повдигна няколко въпроса за нас. Означава ли това, че общият прародител на всички прилепи не е имал уменията за ехолокация, предоставени на бъдещите прилепи? Това е една възможност.
Като алтернатива, този общ прародител може да е имал само много примитивна версия на ехолокация. Ако е така, може да е изглеждало и звучало поразително различно от това, което виждаме в днешните сложни ехолокатори.
За съжаление, не можем да знаем със сигурност кое е правилното. Птероподидите имат най-непълните фосилни данни от всички линии на прилепи, така че не можем да проучим как техните ушни кости са се променили с времето.
Потвърждаване на предишни теории
Нашият екип също така откри, че двете основни групи усъвършенствани ехолокатори на прилепи, Rhinolophoidea и Yangochiroptera, имат различни модели на развитие на ухото и гърлото един спрямо друг. Това предполага, че те са развили своя сонар независимо.
Това заключение също се вписва в последните прозрения от секвениране на генома на прилепите , които показват, че ако предшественикът на всички прилепи е ехолокирал, това вероятно е някакъв вид примитивна ехолокация - не ловката ларингеална ехолокация, открита при съвременните прилепи.
Следващата стъпка ще бъде комбинирането на прозрения от анализа на развитието с прилеп геномни данни .
Чрез изучаване как свързаните със слуха гени на прилепите се изразяват по време на ранното развитие, бихме могли да разберем дали плодните прилепи напълно са изтрили примитивна система за ехолокация, присъстваща в предшественик, или дали изобщо е съществувала. 
Камило Лопес-Агире , докторант, UNSW и Лора А. Б. Уилсън , Старши преподавател, Австралийски национален университет .
Тази статия е препубликувана от Разговорът под лиценз Creative Commons. Прочетете оригинална статия .