为什么世界上没有一只耳朵的动物?(世界上有没有一个眼睛的动物)


螳螂只有一只耳朵。


螳螂的耳朵位于身体的腹部中线位置,具体来说是在后胸的腿之间。

下图 B 是图 A 中耳朵区域的放大图,显示了鼓膜(tympana)的位置。箭头(G)指向包含鼓膜的凹槽。

图 C 展示了右耳鼓膜的中矢状切面,标明了一个延长的泪滴状凹陷(TD),这是耳朵的重要结构。

但,它的耳朵功能有点特殊,它听到的声音不一般。

早在 1986 年,D D Yager发现[1],它的听觉系统主要对频率在 25 至 45 千赫兹的超声波做出反应,其敏感度在 55 至 60 分贝之间。

下图展示了螳螂神经元对不同频率声音的响应曲线:

实线代表从 7 只雄性和 6 只雌性螳螂的细胞外记录获得的平均调谐曲线,标准偏差用竖线表示。细胞外测得的最低阈值是 35 kHz 下的 49 dB SPL(声音压级)。虚线表示一个单独的、持续放电的听觉中间神经元的频率响应曲线。这个神经元对超声波特别敏感,响应主要集中在 30-60 kHz 范围内。

这与捕食螳螂的蝙蝠回声定位信号的频率范围一致,它是螳螂的主要捕食者之一。

当螳螂在飞行中检测到蝙蝠的超声波时,会触发它们的紧急规避行为,例如俯冲或突然转向,以逃避捕食​。

Jeffrey D 在螳螂的听觉神经元 501-T3 上植入了电极,以记录其在飞行蝙蝠攻击期间的神经反应。

Parasphendale affinis

实验在一个装有飞行室的环境中进行,使用蝙蝠(Eptesicus fuscus)对螳螂(Parasphendale affinis)进行攻击测试,同时通过高灵敏度麦克风记录蝙蝠的声波频率和时间。

实验还包括蝙蝠在固定平台上发出声波的测试,以分析螳螂听觉系统对不同强度和持续时间的蝙蝠声波的响应。

被捆绑的螳螂,正在等死:

研究发现[2],501-T3 神经元的响应与螳螂的逃避行为高度相关,该神经元位于螳螂的前胸神经节内。

当蝙蝠的声波频率增加、脉冲持续时间缩短时,501-T3 神经元停止响应,表明该神经元在蝙蝠的终端攻击阶段可能不再起作用。

尽管螳螂的听觉系统可以有效应对一些蝙蝠的回声定位,但由于只有一只耳朵,它们无法精确感知声音的来源方向。

因此,虽然螳螂的听觉系统在功能上足够帮助它们生存,但在进化上,这种设计并非最完美,而是类似于一种“刚好足够”的策略。

一只耳,够用而已。

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