一个国际研究小组与森肯伯格科学家拉尔夫·布里茨博士一起研究了大脑达尼鱼,这是一种长度不超过12毫米的小型鱼类。尽管体型很小,但这种鱼在靠近身体的地方能发出超过140分贝的声音,这与100米外起飞时的喷气发动机相当
在他们发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中,研究人员表明这种半透明的微小鱼类拥有一种特殊的发声装置。据推测,这些动物在浑浊的水中利用声音进行交流
响虾用爪子能发出高达250分贝的爆裂声。不会飞的kakapo的交配叫声达到130分贝,大象用鼻子可以产生高达125分贝的噪音
“另一方面,鱼类通常被认为是动物王国中相当安静的成员,”德累斯顿Senckenberg自然历史收藏馆的Ralf Britz博士解释道。“然而,有些鱼类的声音会惊人地大。例如,雄性平鳍海军军官候补生鱼会以大约100赫兹和130分贝的可听颤音吸引雌性。”在他们目前的研究中,Britz和柏林Charité的Benjamin Judkewitz领导的一个国际研究小组检查了大脑达尼内拉鱼,其仅达到约12毫米的长度
“这种微小的鱼在10到12毫米的距离内可以发出超过140分贝的声音,这与人类在100米的距离起飞时感知到的飞机噪音相当,对于体型如此小的动物来说,这是非常不寻常的。我们试图了解这种鱼是如何做到这一点的,以及是什么机制促成了这一成就。”德累斯顿的鱼类学家解释道
通过结合高速视频、微型计算机断层扫描、基因表达分析和有限差分方法,研究人员表明,Danionella物种的雄性拥有一种独特的发声装置,包括鼓点软骨、特殊肋骨和抗疲劳肌肉
“这种装置以超过2000克的力加速鼓点软骨,并将其射向膀胱,产生快速、响亮的脉冲。这些脉冲串在一起,产生双侧交替或单侧肌肉收缩的叫声,”Britz补充道
这种永久透明的鱼是生物医学研究的模式生物,原产于缅甸的浅水和浑浊水域。Britz说:“我们认为,在这种视觉受限的环境中,雄性之间的竞争有助于声学通信特殊机制的发展。”
这项研究的结果挑战了脊椎动物骨骼运动速度受肌肉运动限制的传统观念。该团队解释道:“了解丹妮拉大脑的非凡适应扩展了我们对动物运动的了解,并突出了不同物种推进机制的显著多样性。这有助于更广泛地理解进化生物学和生物力学。”
“其他Danionella物种发出的声音尚未得到详细研究;了解它们的声音产生机制是如何不同的,以及这些差异如何与进化适应相关,将是一件有趣的事情。结合其终身透明性,Danionella属提供了一个独特的机会来比较不同物种之间声音产生的神经机制。
Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences
Provided by Senckenberg Research Institute and Natural History Museum
2024-09-15
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