Биотремология - Biotremology

Слоны издают низкочастотный грохот, который распространяется на большие расстояния как сейсмические волны и улавливается органами чувств в ногах слона.[1]

Биотремология изучение производства, распространения и получения механических вибрации к организмы, и их влияние на поведение. Это включает нейрофизиологический и анатомический основы производства и обнаружения вибрации, а также связь вибраций со средой, в которой они распространяются. Вибрации могут представлять собой сигналы используется в вибрационная (сейсмическая) связь или непреднамеренно реплики используется, например, для определения местонахождения добычи (в некоторых случаях и того и другого). Практически во всех известных случаях они передаются как поверхностные волны вдоль граница среды, т.е. Волны Рэлея или изгибные волны.[2][3] Хотя наибольшее внимание уделяется роли вибрации в поведение животных, растения также активно реагировать на звуки и вибрации, поэтому эта тема обсуждается с биоакустика растений.[4] Другие группы организмов (например, нематоды[5]) также постулируются, что они либо активно производят, либо, по крайней мере, используют вибрации для ощущения своего окружения, но в настоящее время они гораздо менее изучены.

Традиционно считается частью биоакустика, дисциплина в последнее время стала активно расходиться сама по себе из-за многих особенностей изучаемых модальность по сравнению с звук.[2] Было признано, что вибрационная коммуникация эволюционно старше звука и гораздо более распространена, по крайней мере, среди членистоногие,[6][7] хотя эти две формы тесно связаны и иногда частично совпадают.[8] Хотя многие экспериментальные подходы являются общими для этих двух дисциплин, ученые в области биотремологии часто используют специальное оборудование, такое как лазерные виброметры, для обнаружения слабых вибрационных излучений животных и электромагнитных преобразователей, контактирующих с подложкой, для экспериментов с искусственным воспроизведением.[9]

История

Цикадки - это группа насекомых, которые во время ухаживания используют только вибрационные сигналы. Также они содержат множество вредителей ( Американская цикадка из виноградной лозы на фото), поэтому биотремологи разрабатывают альтернативные методы борьбы с вредителями на этой основе.[10]

Люди наблюдали вибрационное общение животных в течение сотен лет, хотя идея о том, что вибрации могут передавать информацию, восходит к середине 20 века. Шведский энтомолог Фрей Оссианнилссон открыл эту область в 1949 году, предположив, что вибрации, передаваемые через растения, играют роль в общении насекомых. Его работа, демонстрирующая это предположение, не была воспринята современниками, поскольку многие зоологи считали, что такие маленькие животные физически неспособны передавать информацию через твердые субстраты. Только с появлением доступных обработка сигналов Спустя десятилетия технологии сделали работу других новаторов и групп, таких как словенский зоолог. Матия Гогала, установить основы биотремологии. Это остается относительно малоизученной дисциплиной, по крайней мере, по сравнению с биоакустикой, отчасти потому, что большинство сигналов, производимых животными, не обнаруживаются человеческими органами чувств.[2]

Тем не менее, несколько примеров практического использования полученных знаний уже используются или активно развиваются, например: нарушение спаривания использование вибрационного шума для нехимических борьба с вредителями и обнаружение скрытых членистоногих вредителей (таких как насекомые-древолазы).[10][11]

Рекомендации

  1. ^ Günther, R.H .; О'Коннелл-Родуэлл, C.E.; Клемперер, С. (2004). «Сейсмические волны от вокализаций слона: возможный способ связи?». Письма о геофизических исследованиях. 31 (11): L11602. Bibcode:2004GeoRL..3111602G. Дои:10.1029 / 2004GL019671.
  2. ^ а б c Hill, Peggy S.M .; Вессель, Андреас (2016). «Биотремология». Текущая биология. 26 (5): R187 – R191. Дои:10.1016 / j.cub.2016.01.054. PMID  26954435.
  3. ^ Виран-Доберле, Мета; Чокл, Андрей; Зорович, Майя (2006). «Использование вибрации субстрата для ориентации: от поведения к физиологии». В Дрозопулосе, Сакис; Claridge, Майкл Ф. (ред.). Звуки насекомых и общение. Бока-Ратон: CRC Press. С. 81–98. Дои:10.1201 / 9781420039337.ch5. ISBN  978-0-8493-2060-6.
  4. ^ Гальяно, Моника; Манкузо, Стефано; Роберт, Дэниел (2012). «К пониманию биоакустики растений». Тенденции в растениеводстве. 17 (6): 323–325. Дои:10.1016 / j.tplants.2012.03.002. PMID  22445066.
  5. ^ Холбрук, Роберт I; Мортимер, Бет (2018). "Чувствительность к вибрации обнаружена в Caenorhabditis elegans". Журнал экспериментальной биологии. 221 (15): jeb178947. Дои:10.1242 / jeb.178947. PMID  29903836.
  6. ^ Кокрофт, Реджинальд Б.; Родригес, Рафаэль Л. (2005). «Поведенческая экология вибрационного общения насекомых». Бионаука. 55 (4): 323–334. Дои:10.1641 / 0006-3568 (2005) 055 [0323: TBEOIV] 2.0.CO; 2.
  7. ^ Хилл, Пегги С. (2008). Вибрационная коммуникация у животных. Издательство Гарвардского университета. ISBN  9780674027985.
  8. ^ Колдуэлл, Майкл С. (2014). «Взаимодействие между воздушным звуком и вибрацией субстрата при общении с животными». В Cocroft, Reginald B .; Гогала, Матия; Hill, Peggy S.M .; Вессель, Андреас (ред.). Изучение вибрационной коммуникации. Сигналы животных и общение. 3. Springer. С. 65–92. Дои:10.1007/978-3-662-43607-3_6. ISBN  978-3-662-43606-6.
  9. ^ Михельсен, Аксель (2014). «Физические аспекты вибрационной коммуникации». В Cocroft, Reginald B .; Гогала, Матия; Hill, Peggy S.M .; Вессель, Андреас (ред.). Изучение вибрационной коммуникации. Сигналы животных и общение. 3. Springer. С. 199–213. Дои:10.1007/978-3-662-43607-3_11. ISBN  978-3-662-43606-6.
  10. ^ а б Полайнар, Ерней; Эрикссон, Анна; Лучки, Андреа; Анфора, Джанфранко; Виран-Доберле, Мета; Маццони, Валерио (2015). «Управление поведением с помощью вибрации субстрата - потенциал для борьбы с насекомыми-вредителями» (PDF). Наука о борьбе с вредителями. 17 (1): 15–23. Дои:10.1002 / л.с. 3848. PMID  24962656.
  11. ^ Манкин, Ричард В. (2012). «Применение акустики в борьбе с насекомыми-вредителями». CAB Обзоры. 7 (1): 1–7. Дои:10.1079 / PAVSNNR20127001.

внешняя ссылка