动物们想出了一个办法值得超级英雄。科学家们现在发现,壁虎拥有隐藏的“第六感”,可以让它们感知深沉、低沉的振动。
与其他蜥蜴一样,托卡伊壁虎 (壁虎)有专门针对高频声音的听力吗?他们是最敏感1,600 到 2,000 赫兹之间,但可以听到 5,000 赫兹以上的声音。
不过,这只是用他们平常的旧耳朵。美国马里兰大学的两名研究人员发现,托卡伊壁虎还可以使用通常与听觉无关的不同结构来感知低频振动(50 至 200 赫兹范围内)。
球囊是身体的一部分它在平衡和跟踪头部和身体位置方面起着关键作用。这种结构在鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物中都是保守的,但只有前两种动物将其用于听觉。现在看来,至少一些爬行动物也可以。
“正如我们所知,耳朵听到空气中的声音,”凯瑟琳·卡尔解释说,生物学家和这项新研究的合著者。 “但是这条古老的内部通路通常与平衡有关,可以帮助壁虎检测通过地面或水等介质传播的振动。
这条途径存在于两栖动物和鱼类中,现在已被证明也存在于蜥蜴中。我们的发现揭示了听觉系统如何从鱼类的听觉系统进化到包括人类在内的陆地动物。”
卡尔和第一作者、生物学家 Dawei Han,仔细调查研究人员对托卡伊壁虎的大脑进行了研究,发现球囊与后脑中称为卵圆前庭肌 (VeO) 的神经元簇有直接连接。
这些 VeO 神经元不接收来自任何其他内耳结构的输入。然后信息被传递到听觉中脑,在那里动物会同时感知振动和声音。
为了确认球囊在听力中的作用,研究人员使用钨电极来监测 VeO 单元如何通过平台响应振动。他们慢慢地将振动频率从 10 赫兹调到 1,000 赫兹,发现神经元对 50 赫兹到 200 赫兹之间的频率最敏感,在 100 赫兹左右达到峰值。
最后,他们检查 VeO 装置是否只是通过典型的听觉通道“听到”振动装置产生的深沉、隆隆的声音。研究小组以相同的频率但更大的音量向动物的耳朵发出声音刺激?果然,他们没有检测到 VeO 装置的任何反应。
这使得托卡伊壁虎成为第一个已知使用球囊达到此目的的羊膜动物(包括所有爬行动物、鸟类和哺乳动物的进化枝)。
也就是说,他们还没有找到这些蜥蜴头部有专用振动感受器的明显行为原因。托卡壁虎是出了名的吵闹生物,它们大声的叫声完全在它们正常听力的频率范围内。但汉和卡尔假设他们可能会用它来探测来自风、雨和捕食者的低沉隆隆声。
它可能并不孤单?一项粗略的调查显示,其他一些蜥蜴的结构与 VeO 相似,并且,表明这种超级力量可能在爬行动物中相对普遍。研究小组表示,还需要进一步研究来证实这一点。
然而,我们哺乳动物并没有爱。我们的球囊/后脑连接要弱得多,人们认为它们主要在抑制自身产生的声音和跟踪我们的头部位置方面发挥作用。但对于爬行动物来说,这种第六感可以在很多方面帮助他们。
“许多蛇和蜥蜴被认为是‘哑’或‘聋’,因为它们不能发声或不能很好地听到声音,”韩说。
“但事实证明,它们可能会使用这种感觉通路通过振动信号进行交流,这确实改变了科学家对动物感知的整体思考方式。”
该研究发表在期刊上细胞报告。