Nie ma uszu, a słyszy. Producenci mikrofonów zacierają ręce

Zachowanie gąsienic badano w komorze bezechowej, czyli silnie izolowanym pomieszczeniu, które ogranicza dopływ zewnętrznych dźwięków i wibracji. Zespół biologów i inżynierów próbował w ten sposób wyjaśnić, jak zawisak tytoniowy wykrywa zagrożenie ze strony drapieżników, m.in. os.

Komora została odseparowana od podłoża dzięki stalowym sprężynom podtrzymującym konstrukcję. Rozwiązanie pozwalało testować reakcje zwierząt na bodźce o różnej sile i minimalizować ryzyko, że gąsienice "wyłapią" przypadkowe drgania z otoczenia.

Przez rok naukowcy układali gąsienice na platformie i podawali im wibracje o zmiennym natężeniu. Ruch platformy był na bieżąco kontrolowany akcelerometrem. Owady bywały pobudzone – zdarzały się podskoki, drżenia czy nagłe szarpnięcia – jednak przy bodźcach słabszych od ustalonej granicy reakcje przestawały być wyraźnie widoczne.

Kolejny etap polegał na użyciu dźwięków rozchodzących się w powietrzu. Aparatura nadal mierzyła wibracje platformy, aby oddzielić wpływ samych drgań podłoża od wpływu fali akustycznej. Okazało się, że gąsienice potrafiły odpowiadać na dźwięk także wtedy, gdy towarzyszące mu drgania platformy były słabsze od wcześniej wyznaczonego progu.

Według badaczy taki wynik sugeruje, że zawisaki tytoniowe odczuwają dźwięk niesiony w powietrzu niezależnie od wibracji podłoża. To istotna wskazówka w poszukiwaniach struktury, która u tych gąsienic spełnia funkcję słuchu.

U wielu zwierząt dźwięk zbiera błona reagująca na zmiany ciśnienia wywołane falą akustyczną, a u owadów podobną rolę może pełnić także pęcherz lub worek wypełniony powietrzem. U gąsienic nie dało się jednak łatwo wskazać takiej wyraźnej struktury, dlatego zespół sięgnął do wcześniejszych badań i obejrzał ciała zwierząt pod mikroskopem.

Szczególną uwagę zwróciły drobne włoski na powierzchni gąsienic. Naukowcy usuwali wybrane z nich pęsetą pod mikroskopem, a następnie zestawiali reakcje na dźwięk sprzed zabiegu z tymi obserwowanymi po nim. Gdy zniknęły konkretne włoski, zachowania obronne były zauważalnie słabsze. Efekt zależał zarówno od częstotliwości bodźca, jak i od tego, które dokładnie włoski usunięto.

Prace wciąż trwają. Badanie nie zostało jeszcze opublikowane w czasopiśmie naukowym, a zespół dalej ustala, które elementy odpowiadają na poszczególne częstotliwości.

Wnioski mogą okazać się przydatne także w inżynierii. Typowe mikrofony opierają się na membranach rejestrujących zmiany ciśnienia akustycznego. Rozwiązania wzorowane na włoskach gąsienic mogłyby dodatkowo wychwytywać prędkość cząsteczek powietrza poruszanych przez falę dźwiękową.

Taki typ pomiaru dostarczałby danych nie tylko o głośności, lecz również o kierunku, z którego nadchodzi dźwięk. W perspektywie podobne koncepcje mogłyby znaleźć zastosowanie m.in. w mikrofonach wykorzystywanych w aparatach słuchowych.