Где у сверчка уши и как он определяет направление звука

У слышащих сверчков органы слуха находятся на передних ногах, в области голени. Это не наружные ушные раковины, похожие на человеческие. Звук действует на тонкие перепонки и проходит к ним через внутреннюю систему воздушных трубочек. Такое устройство помогает небольшому насекомому получать сведения о направлении источника, хотя расстояние между его органами слуха совсем мало.

Слово «уши» здесь обозначает функциональную слуховую систему. Если смотреть только на голову сверчка, можно не увидеть ничего похожего на ухо млекопитающего и ошибочно решить, что звуки ему недоступны. Для понимания слуха нужно знать расположение органов и путь передачи колебаний.

Что находится в передней ноге

В области голени расположены слуховые перепонки. Внутри находится связанная с ними система, в которой механические колебания могут воздействовать на чувствительные элементы. Перепонка и нервный сигнал — разные части процесса: первая отвечает на звуковое воздействие механически, а чувствительные клетки участвуют в передаче информации дальше.

В работе 2017 года исследователи сравнивали строение слуховых органов девяти видов одной из групп сверчков и измеряли колебания перепонок. Они обнаружили выраженные различия, включая очень тонкую переднюю перепонку. Это показывает, что даже среди сверчков нельзя представлять орган слуха как единую неизменную конструкцию. Измеренные свойства конкретных видов не становятся нормой для всех кормовых культур.

Почему звук подходит с разных сторон

Звук достигает не только наружной поверхности перепонки. Он может проходить через специальные входы на теле и внутренние воздушные пути к её другой стороне. Важны различия в том, как колебания проходят по этим путям и взаимодействуют у перепонки. Поэтому слуховая система использует больше сведений, чем простое попадание звука на два внешних участка.

В исследовании 2013 года изучали устройство таких путей у сорока видов сверчков и представителей родственных групп. Авторы обнаружили разнообразие поперечных соединений и обсуждали его значение для направленного слуха. Устройство внутренних путей важно именно как часть акустической задачи, а не только как красивый анатомический рисунок.

Это нельзя упрощать до фразы «сверчок слышит коленками». Слуховой участок расположен на голени, а в работе системы участвуют также внутренние соединения и чувствительные элементы. Короткая шутка о местоположении упускает способ получения направленной информации.

Услышать сигнал и найти источник — разные задачи

Насекомому может быть доступен звук, но это ещё не означает одинаково точное определение направления на всех частотах. В исследовании четырёх видов, опубликованном в 2009 году, отдельно проверяли настройку чувствительности и настройку направленного ответа.

У трёх из четырёх видов наиболее подходящие частоты этих двух характеристик не совпадали. Авторы обсуждали возможность их независимого изменения. Поэтому выражение «идеально настроен на песню своего вида» требует уточнения, какую именно характеристику измерили. Высокая чувствительность к сигналу и точная локализация его источника не обязаны достигать максимума в одной точке.

Как проверяют движение к звуку

В работе 2010 года самки двупятнистого сверчка двигались на устройстве с вращающимся шаром, а исследователи предъявляли призывные звуки самца под разными углами. В этой задаче самки надёжно различали сторону источника даже при небольшом отклонении от направления прямо перед ними. Дополнительно измеряли колебания перепонок и ответы слухового нерва.

Связь нескольких измерений помогает перейти от устройства органа к поведению. Однако результат относится к виду, сигналам и условиям проверки. Он не обещает, что любой сверчок всегда пойдёт к любому звуку или что по реакции на хлопок можно измерить его слух.

Что полезно знать при наблюдении дома

Не закрывайте слуховые участки, не трогайте ноги и не включайте громкую запись ради проверки. Научное описание не требует воспроизведения опыта с кормовым насекомым. Для обычного наблюдения достаточно спокойно смотреть, как животное меняет положение и перемещается в привычной среде.

Запись «после звука повернулся» сохраняет последовательность событий, но сама по себе не устанавливает причину поворота. Знать, где расположены органы слуха, полезно; назначать по одному движению диагноз слуха — уже другой вопрос. Основной ответ состоит в совместной работе передних ног, перепонок, внутренних воздушных путей и нервной передачи, а не в расположении двух маленьких человеческих ушей.