science20121116-7

来自英国布里斯托大学的研究人员发现一种昆虫雨林螽斯,它以一种类似哺乳动物的生物物理学机制来获取声音,这是一种趋同进化的现象。

-2012年11月16日《科学》

中文翻译


【题目】昆虫与哺乳动物趋同进化出相似的听觉器官

【译文】哺乳动物的听觉是独立的,分为三个典型的处理阶段:(i)鼓膜收集声音,(ii)中耳阻抗转换和(iii)耳蜗频率分析。本研究发现一些昆虫,如雨林螽斯,它们具有与哺乳动物类似的生物物理学机制,用于听觉处理。尽管螽斯的耳朵在全部生物体中是最小的,但是这些耳朵却能借助于不同的鼓膜杠杆系统,来完成空气-液体阻抗转换的关键阶段功能和信号放大。在接下来的声音传递链上,像哺乳动物的耳蜗一样,昆虫通过弥散波传播穿过流动的介质,获取声音的频谱分析。总之,这两类亲缘关系非常遥远的生物——螽斯和哺乳动物,对于常见的生物物理学问题(如听觉),尽管它们依赖不同的形态介质,还是彼此进化出一系列趋同的解决方法。

英文原稿


[Title]: Convergent Evolution Between Insect and Mammalian Audition

[Authors]: Fernando Montealegre-Z., Thorin Jonsson, Kate A. Robson-Brown, Matthew Postles, and Daniel Robert

[Abstract]: In mammals, hearing is dependent on three canonical processing stages: (i) an eardrum collecting sound, (ii) a middle ear impedance converter, and (iii) a cochlear frequency analyzer. Here, we show that some insects, such as rainforest katydids, possess equivalent biophysical mechanisms for auditory processing. Although katydid ears are among the smallest in all organisms, these ears perform the crucial stage of air-to-liquid impedance conversion and signal amplification, with the use of a distinct tympanal lever system. Further along the chain of hearing, spectral sound analysis is achieved through dispersive wave propagation across a fluid substrate, as in the mammalian cochlea. Thus, two phylogenetically remote organisms, katydids and mammals, have evolved a series of convergent solutions to common biophysical problems, despite their reliance on very different morphological substrates.

原文地址

http://www.sciencemag.org/content/338/6109/968.short

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