การเรียกเสียงแหลมสูงที่เกิดจากค้างคาวที่ให้อาหารแมลงเป็นหนี้ต้นกำเนิดของพวกเขากับชุดของกล้ามเนื้อเร็วสุดในกล่องเสียงของค้างคาวทำให้สายพันธุ์นี้เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตัวแรกที่รู้จักกันดี
"เสียงกระหึ่มที่ขับเคลื่อนโดยกล้ามเนื้อพิเศษเหล่านี้มีความสำคัญมากในวิวัฒนาการของค้างคาว" นักวิจัยการศึกษาCoen Elemans จากมหาวิทยาลัยเซาท์เดนมาร์กบอกกับ Livescience "สองสิ่งที่เราคิดว่าค้างคาวประสบความสำเร็จอย่างมากคือการบินและ echolocation"
ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของค้างคาวมีชีวิตโทรรวมถึงเสียงกระหึ่มที่โดดเด่นโดยใช้กล่องเสียงของพวกเขา พวกเขาใช้การโทรไปที่ "ดู "พื้นที่รอบตัวพวกเขาและเพื่อติดตามและจับแมลงบินด้วยการฟังเสียงสะท้อน (ทักษะที่เรียกว่า echolocation) การโทรแต่ละครั้งจะสร้างภาพของสภาพแวดล้อมของค้างคาวและรวบรวมภาพเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไปช่วยให้พวกเขาเห็นการเคลื่อนไหว ถ้าเป็นไปได้มันจะเป็นประโยชน์สำหรับค้างคาวที่จะใช้ "สแน็ปช็อต" ของพื้นที่รอบ ๆ พวกเขาโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ดังนั้น "วิดีโอ" จึงราบรื่นขึ้น
การโทรที่เร็วมาก
ค้างคาวโทรออกซึ่งมีเสียงแหลมสูงมากที่มนุษย์ไม่สามารถแม้แต่จะได้ยินพวกเขามากกว่า 190 ครั้งต่อวินาที (ทุก ๆ 6 มิลลิวินาที) นักวิจัยมีความสนใจในการหาสิ่งที่ จำกัด ความสามารถของค้างคาวที่จะโทรออกได้เร็วขึ้น: พวกเขาไม่สามารถประมวลผลข้อมูลได้หรือไม่? การโทรและเสียงสะท้อนจะทับซ้อนกันหรือไม่? หรือค้างคาวไม่สามารถโทรออกได้เร็วขึ้น?
นักวิจัยใช้myotis daubentoniiค้างคาวลงในสิ่งที่แนบมาพร้อมกับไมโครโฟนที่มีความไวสูง พวกเขาทดสอบว่าเสียงก้องต้องใช้เวลานานแค่ไหนในการกลับมาจากเหยื่อของค้างคาวเพื่อดูว่าค้างคาวสามารถทำได้บ่อยแค่ไหนโทรก่อนที่เสียงจะทับซ้อนกัน- นักวิจัยพบว่าเสียงก้องมาถึงค้างคาวในเวลาประมาณ 1 มิลลิวินาที ดังนั้นเพื่อให้การเรียกซ้อนทับกันค้างคาวจะต้องโทรออกอย่างน้อย 400 สายต่อวินาทีดังนั้นนั่นไม่ใช่สิ่งที่รั้งไว้
ถัดไปพวกเขาทดสอบประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อที่ควบคุมสายเสียงของค้างคาวพบว่ากล้ามเนื้อไม่สามารถเคลื่อนไหวได้เร็วกว่า 190 การหดตัวต่อวินาทีอัตราที่จำเป็นในการโทรประมาณ 190 ครั้งต่อวินาที “ พวกเขาดำเนินการอย่างสวยงามถึงอัตราการโทร แต่ไม่เกิน” Elemans กล่าว "พวกเขาเป็นปัจจัย จำกัด ในการที่ค้างคาวสามารถสร้างสายได้"
กล้ามเนื้อหดตัวเร็วกว่ากกล้ามเนื้อขาของมนุษย์- พวกเขาเป็นกล้ามเนื้อชุดแรกที่ค้นพบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม; คนอื่น ๆ ถูกค้นพบเพื่อควบคุมการสั่นสะเทือนของ Rattlesnake และคุณภาพการผลิตที่ดีของกระเพาะปัสสาวะว่ายน้ำของ Toadfish (กล้ามเนื้อเร็วที่สุดในสัตว์มีกระดูกสันหลัง) กล้ามเนื้อสุดพิเศษดูเหมือนจะพัฒนาแยกต่างหากในสัตว์เหล่านี้แม้ว่าพวกเขาทั้งหมดจะได้รับการปรับแต่งพื้นฐานแบบเดียวกันกับรูปแบบกล้ามเนื้อปกติ แต่นักวิจัยกล่าว
ค้างคาววาดอย่างรวดเร็ว
ระยะใกล้ประมาณ 0.2 มม. ของกล้ามเนื้อกล่องเสียงค้างคาวที่หดตัว 160 ครั้งต่อวินาที ลูกปัดคาร์บอนสีเข้มสองตัวสามารถมองเห็นได้และใช้สำหรับการติดตามการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อโดยอัตโนมัติ แสงแฟลชเกิดขึ้นทุก ๆ 0.3 มิลลิวินาทีและเกิดจากแหล่งกำเนิดแสง ภาพยนตร์เรื่องนี้ช้าลง 700 ครั้ง เครดิต: Coen Elemans
กล้ามเนื้อ superfast มีปัจจัยพิเศษมากมายที่ทำให้พวกเขาสามารถสัญญากับความเร็วดังกล่าว- เซลล์ของพวกเขามีออร์แกเนลล์ที่ทำพลังงานเป็นพิเศษที่เรียกว่าไมโตคอนเดรียและโปรตีนเสริมแคลเซียม-ชัทลิ่งซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถหดตัวได้บ่อยขึ้น
พวกเขาอาจมี myosin ชนิดที่แตกต่างกันโปรตีนที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนที่หดตัวของเซลล์กล้ามเนื้อ ขณะนี้นักวิจัยกำลังศึกษาสิ่งที่เกี่ยวกับ myosin นี้จะช่วยให้กล้ามเนื้อพิเศษเหล่านี้สามารถหดตัวด้วยความถี่สูงเช่นนี้ ทำความเข้าใจว่ากล้ามเนื้อประสิทธิภาพสูงเหล่านี้สามารถช่วยให้เราเข้าใจสิ่งที่ผิดพลาดได้อย่างไรโรคกล้ามเนื้อปกติElemans บอก Livescience
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าในขณะที่กล้ามเนื้อเหล่านี้สามารถหดตัวได้อย่างรวดเร็ว แต่พวกเขาก็ไม่ได้ทำสัญญากับแรงมากนัก ค้างคาวใช้กล้ามเนื้อเพื่อสร้างความตึงเครียดบนสายเสียงของพวกเขา จำเป็นต้องมีการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วที่นี่ แต่ไม่แข็งแรง
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ฉบับวันที่ 30 กันยายน
คุณสามารถติดตาม Jennifer Welsh นักเขียนพนักงาน LiveScience บน Twitter @จุลินทรีย์- ติดตาม LiveScience สำหรับข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุดและการค้นพบบน Twitter@livescienceและต่อไปFacebook-
การโจมตีทางอากาศของค้างคาวของ Daubenton (myotis daubentonii) บนหนอนมื้ออาหารชะลอตัวลงสิบครั้ง ก่อนที่ค้างคาวจะจับเหยื่อ Echolocation จะหยุด
