stringtranslate.com

Микробат

Летучие мыши (микрокрылые) составляют подотряд Microchiroptera в пределах отряда Chiroptera ( рукокрылые ). Летучие мыши уже давно дифференцированы на Megachiroptera (мегакрылые) и Microchiroptera на основе их размера, использования эхолокации Microchiroptera и других особенностей; молекулярные данные предполагают несколько иное подразделение, поскольку было показано, что микрокрылые являются парафилетической группой. [1]

Характеристики

Длина летучих мышей составляет от 4 до 16 см (1,6–6,3 дюйма). [2] Большинство летучих мышей питаются насекомыми, но некоторые из более крупных видов охотятся на птиц, ящериц, лягушек, более мелких летучих мышей или даже рыбу . Только три вида летучих мышей питаются кровью крупных млекопитающих или птиц (« летучие мыши-вампиры »); эти летучие мыши обитают в Южной и Центральной Америке.

Хотя большинство «листоносых» микробов питаются фруктами и нектаром, название «листоносый» не является обозначением, указывающим на предпочтительную диету среди указанного разнообразия. [3] Три вида следуют за цветением колонновидных кактусов на северо-западе Мексики и юго-западе США на севере весной, а затем за цветущими агавами на юге осенью (севером). [4] Другие листоносые летучие мыши, такие как Vampyrum spectrum из Южной Америки, охотятся на разнообразную добычу, такую ​​как ящерицы и птицы. Подковоносые летучие мыши Европы, а также калифорнийские листоносые летучие мыши имеют очень сложный листонос для эхолокации и питаются в основном насекомыми.

Отличия от мегабатов

Зубы

Зубы микробата, вид с брюшной стороны
Вентральный вид черепа свободнохвостой микроботы (род Tadarida ) с рисунком зубов диламбдодонта. Образец из коллекции естественной истории Тихоокеанского лютеранского университета.
Фронтальный вид зубов микробата
Фронтальный вид черепа свободнохвостой летучей мыши (род Tadarida ) с клыками. Образец из коллекции естественной истории Тихоокеанского лютеранского университета.

Форма и функция зубов летучих мышей-микробатов различаются в зависимости от их рациона. Зубы в первую очередь предназначены для расщепления пищи; поэтому форма зубов коррелирует с определенным поведением при еде. [5] По сравнению с мегакрылыми, которые питаются только фруктами и нектаром, летучие мыши-микробаты демонстрируют широкий спектр диет и были классифицированы как насекомоядные , плотоядные , кровоядные , плодоядные и нектароядные . [6] Различия, наблюдаемые между размером и функцией клыков и коренных зубов среди летучих мышей в этих группах, различаются в результате этого.

Разнообразный рацион питания микробов отражает наличие зубов, или щечных зубов, которые демонстрируют морфологию, полученную от зубов диламбдодонта, которые характеризуются W-образным эктолофом, или стилярным выступом. [7] [ недостаточно конкретны для проверки ] Верхний моляр диламбдодонта W-образной формы включает метакон и паракон, которые расположены в нижней части «W»; в то время как остальная часть «W» образована гребнями, которые идут от метакона и паракона к бугоркам стилярного выступа.

Микрокрылые демонстрируют различия между размером и формой своих клыков и коренных зубов, в дополнение к наличию отличительных вариаций среди особенностей черепа, которые способствуют их способности эффективно питаться. Плодоядные микрокрылые имеют небольшие области стиллярных выступов, короткие молярные ряды и широкие нёбо и лица. В дополнение к широким лицам, плодоядные микрокрылые имеют короткие черепа, которые размещают зубы ближе к точке опоры челюстного рычага, что позволяет увеличить силу челюсти. [8] Плодоядные микрокрылые также обладают другим рисунком на своих коренных зубах по сравнению с плотоядными, насекомоядными, нектароядными и кровоядными микрокрылыми. [6] Напротив, насекомоядные микрокрылые характеризуются более крупными, но меньшим количеством зубов, длинными клыками и укороченными третьими верхними молярами; в то время как плотоядные микрокрылые имеют большие верхние моляры. Как правило, микробы, которые являются насекомоядными, плотоядными и плодоядными, имеют большие зубы и маленькое небо; однако, противоположное верно для микробов, которые являются нектароядными. Хотя существуют различия между размерами неба и зубов микробов, пропорция размеров этих двух структур сохраняется среди микробов разных размеров. [6]

Эхолокация

Эхолокация — это процесс, при котором животное издает звук определенной длины волны, а затем слушает и сравнивает отраженные эхо с исходным изданным звуком. Летучие мыши используют эхолокацию для формирования изображений окружающей среды и населяющих ее организмов, вызывая ультразвуковые волны через гортань . [9] [10] Разница между ультразвуковыми волнами, издаваемыми летучей мышью, и тем, что летучая мышь слышит, дает летучей мыши информацию об окружающей среде. Эхолокация помогает летучей мыши не только обнаруживать добычу, но и ориентироваться во время полета. [11]

Производство ультразвуковых волн

Большинство летучих мышей генерируют ультразвук с помощью гортани и издают звук через нос или рот. [12] Звуковые образования генерируются голосовыми связками у млекопитающих благодаря эластичным мембранам, которые составляют эти складки. Для вокализации требуются эти эластичные мембраны, поскольку они действуют как источник для преобразования воздушного потока в акустические волны давления. Энергия поступает в эластичные мембраны из легких и приводит к образованию звука. Гортань вмещает голосовые связки и образует проход для выдыхаемого воздуха, который будет производить звук. [13] Крики летучих мышей имеют частотный диапазон от 14 000 до более 100 000 герц , что значительно превышает диапазон человеческого уха (типичный диапазон человеческого слуха считается от 20 до 20 000 Гц). Издаваемые вокализации образуют широкий звуковой луч, используемый для зондирования окружающей среды, а также для общения с другими летучими мышами. На молекулярном уровне было обнаружено, что CPLX1 участвует в производстве этой ультразвуковой волны. [14]

Микролетучие мыши, использующие ларингеальную эхолокацию

Череп микробэта
Вентральный вид черепа летучей мыши Флориды Freetail ( Tadarida cyanocephala ), на котором видны как стилогиальная, так и барабанная кости. Образец из коллекции естественной истории Тихоокеанского лютеранского университета.

Гортанная эхолокация является доминирующей формой эхолокации у микролетучих мышей, однако это не единственный способ, которым микролетучие мыши могут производить ультразвуковые волны. За исключением неэхолокирующих и ларингеально эхолокирующих микролетучих мышей, другие виды микролетучих мышей и мегалетучих мышей, как было показано, производят ультразвуковые волны , хлопая крыльями, щелкая языком или используя свой нос. [9] Гортанно-эхолокирующие летучие мыши, в целом, производят ультразвуковые волны с помощью своей гортани, которая специализирована для производства звуков короткой длины волны . Гортань расположена в краниальном конце трахеи и окружена перстнещитовидными мышцами и щитовидным хрящом . Для справки, у людей это область, где находится кадык . Фонация ультразвуковых волн производится посредством колебаний голосовых мембран в выдыхаемом воздухе. Интенсивность, с которой вибрируют эти голосовые связки, варьируется в зависимости от активности и между видами летучих мышей. [15] Характерной чертой микробов с ларингеальной эхолокацией, которая отличает их от других микробов с эхолокацией, является сочленение их стилогиальной кости с барабанной костью . Шилогиальные кости являются частью подъязычного аппарата , который помогает поддерживать горло и гортань. Барабанная кость образует дно среднего уха . В дополнение к соединению между стилогиальной костью и барабанной костью как индикатору микробов с ларингеальной эхолокацией, другим определяющим маркером является наличие уплощенной и расширенной стилогиальной кости на краниальном конце. [10]

Микролетучие мыши, которые осуществляют ларингеальную эхолокацию, должны уметь различать различия между производимым ими импульсом и возвращающимся эхом, которое следует за ним, умея обрабатывать и понимать ультразвуковые волны на нейронном уровне, чтобы точно получать информацию об окружающей среде и ориентации в ней. [9] Связь между стилогиальной костью и барабанной костью позволяет летучей мыши нейронно регистрировать исходящие и входящие ультразвуковые волны, производимые гортанью . [ 11] Кроме того, стилогиальные кости соединяют гортань с барабанными костями через хрящевое или фиброзное соединение (в зависимости от вида летучей мыши). Механически важность этого соединения заключается в том, что оно поддерживает гортань, прикрепляя ее к окружающим перстнещитовидным мышцам , а также приближает ее к носовой полости во время фонации . Штилогиальные кости часто редуцируются у многих других млекопитающих, однако они более заметны у летучих мышей с ларингеальной эхолокацией и являются частью подъязычного аппарата млекопитающих. Подъязычный аппарат функционирует при дыхании, глотании и фонации у микробов, а также у других млекопитающих. Важной особенностью костного соединения у микробов с ларингеальной эхолокацией является расширенное сочленение вентральной части барабанных костей и проксимального конца стилогиальной кости, которая изгибается вокруг нее, образуя это соединение. [9]

Классификация

Серия румынских почтовых марок. Изображены следующие летучие мыши (сверху вниз и слева направо): большой ночница-мышь , малый подковонос , бурый ушан , нетопырь-карлик , большая вечерница и широкоушка-широконоска , румынская почтовая мини-лист, 2003 г.

В то время как летучие мыши традиционно делились на мегабатов и микробатов, недавние молекулярные доказательства показали, что надсемейство Rhinolophoidea генетически более связано с мегабатами, чем с микробатами, указывая на то, что микробаты являются парафилетическими. Чтобы разрешить парафилию микробатов , рукокрылые были переразделены на подотряды Yangochiroptera (который включает Nycteridae, vespertilionoides, noctilionoides и emballonuroides) и Yinpterochiroptera , который включает мегабатов, ринопоматидов, Rhinolophidae и Megadermatidae. [1]

Вот классификация по Симмонсу и Гейслеру (1998):

Надсемейство Emballonuroidea

Надсемейство Rhinopomatoidea

Надсемейство Rhinolophoidea

Надсемейство Vespertilionoidea

Надсемейство Molossoidea

Надсемейство Nataloidea

Надсемейство Noctilionoidea

Ссылки

  1. ^ ab Teeling, EC; Madsen, O.; Van de Bussche, RA; de Jong, WW; Stanhope, MJ; Springer, MS (2002). «Парафилия микрокрылых и конвергентная эволюция ключевого новшества у ринолофоидных микрокрылых летучих мышей Старого Света». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (3): 1431–1436. Bibcode : 2002PNAS...99.1431T. doi : 10.1073/Pnas.022477199. PMC  122208. PMID  11805285.
  2. ^ Уитакер, Дж. О. младший, Даннелли, Х. К. и Прентис, ДА (2004) Хитиназа у насекомоядных летучих мышей. Журнал. Mammalogy, 85, 15–18.
  3. ^ « Летучие мыши Уокера мира», Рональд М. Новак (1994)
  4. Естественная история пустыни Сонора, под редакцией Стивена Филлипса и Патрисии Комус, Издательство Калифорнийского университета, Беркли, стр. 464
  5. ^ Эванс, AR (2005). Связь морфологии, функции и износа зубов у микрохироптеранов. Биологический журнал Линнеевского общества, 85(1), 81-96. doi:10.1111/j.1095-8312.2005.00474.x
  6. ^ abc Freeman, Patricia W., "Форма, функция и эволюция черепов и зубов летучих мышей" (1998). Статьи в Natural Resources. 9.
  7. ^ Майерс, П., Р. Эспиноза, К. С. Парр, Т. Джонс, Г. С. Хаммонд и Т. А. Дьюи. 2018. The Animal Diversity Web.
  8. ^ Freeman, PW (1988). «Плодоядные и животноядные летучие мыши (Microchiroptera): дентальная и черепная адаптации». Биологический журнал Линнеевского общества , 33(3), 249–272.
  9. ^ abcd Дэвис, Калина Т.Дж.; Марианто, Ибну; Росситер, Стивен Дж. (2013-01-01). «Эволюционное происхождение ультразвукового слуха и гортанной эхолокации у летучих мышей, выведенное из морфологического анализа внутреннего уха». Frontiers in Zoology . 10 (1): 2. doi : 10.1186/1742-9994-10-2 . ISSN  1742-9994. PMC 3598973. PMID  23360746 . 
  10. ^ ab Reichard, Jonathan D.; Fellows, Spenser R.; Frank, Alexander J.; Kunz, Thomas H. (2010-11-01). «Терморегуляция во время полета: температура тела и ощутимая теплопередача у свободно летающих бразильских свободнохвостых летучих мышей (Tadarida brasiliensis)». Physiological and Biochemical Zoology . 83 (6): 885–897. doi :10.1086/657253. ISSN  1522-2152. PMID  21034204. S2CID  1028970.
  11. ^ ab Берке, Джеральд С.; Лонг, Дженнифер Л. (2010-01-01). "Функции гортани и производство звуков". В Брудзински, Стефан М. (ред.). Справочник по поведенческой нейронауке . Справочник по вокализации млекопитающих. Интегративный нейронаучный подход. Том 19. Elsevier. С. 419–426. doi :10.1016/B978-0-12-374593-4.00038-3. ISBN 9780123745934.
  12. ^ Хеденстрём, Андерс; Йоханссон, Л. Кристоффер (2015-03-01). «Полет летучей мыши: аэродинамика, кинематика и морфология полета». Журнал экспериментальной биологии . 218 (5): 653–663. doi : 10.1242/jeb.031203 . ISSN  0022-0949. PMID  25740899.
  13. ^ Холбрук, КА; Одланд, ГФ (1978-05-01). «Коллагеновая и эластичная сеть в крыле летучей мыши». Журнал анатомии . 126 (ч. 1): 21–36. ISSN  0021-8782. PMC 1235709. PMID  649500 . 
  14. ^ Лю, Мэйлин; Ван, Чанлян; Хо, Лифан; Цао, Цзе; Мао, Сюгуан; Он, Цзыцин; Ху, Чуанься; Сунь, Хайцзянь; Дэн, Вэньцзюнь; Он, Вейя; Чен, Ифу; Гу, Мэйфэн; Ляо, Цзяюй; Го, Нин; Хэ, Сянъян (июль 2024 г.). «Комплексин-1 усиливает ультразвуковую нейротрансмиссию в слуховом пути млекопитающих». Природная генетика . 56 (7): 1503–1515. doi : 10.1038/s41588-024-01781-z. ISSN  1546-1718. ПМИД  38834904.
  15. ^ Симмонс, Нэнси Б.; Сеймур, Кевин Л.; Хаберсетцер, Йорг; Ганнелл, Грегг Ф. (2010-08-19). "Вывод эхолокации у древних летучих мышей". Nature . 466 (7309): E8. Bibcode :2010Natur.466E...8S. doi : 10.1038/nature09219 . ISSN  0028-0836. PMID  20724993.

Внешние ссылки