قورباغه‌هایی که با دهان خود می‌شنوند
۱۳۹۲ شهریور ۱۴, پنجشنبه
یک تیم علمی بین‌المللی با استفاده از اشعه رونتگن (ایکس) کشف کرد که قورباغه‌های "گاردینر" جزایر سیشل برای شنیدن از حفره و بافت دهان خود استفاده می‌کنند.
به موجب گزارش منتشر شده در وب‌سایت "ساینس دیلی"، نتایج تحقیقات این تیم در ماه سپتامبر (۲۰۱۳) در مجله "Proceedings of the National Academy of Science" به چاپ رسیده است.
رنو بویستل از مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه و دانشگاه پواتیه این کشور با همراهی دانشمندانی از سایر مؤسسات و مراکز علمی این تیم پژوهشی را سرپرستی کرده است.
فرایند شنیدن
فرایندی که به شنیدن می‌انجامد در بسیاری از حیوانات مشترک است. این فرایند در طول عصر تریاس (۲۰۰ تا ۲۵۰ میلیون سال پیش) ظاهر شده است.
اگر چه که ساز و کار شنیداری حیوانات چهارپا در طول زمان دستخوش تغییرات بسیاری شده اما آنها مشترکا به گوش میانی دارای پرده و استخوانچه مجهز هستند که به طور مستقل در نسل‌های اصلی حیوانات ظهور یافته است.
از طرف دیگر بعضی از حیوانات و به ویژه اکثر قورباغه‌ها مثل انسان دارای گوش خارجی نیستند، اما آنها گوش میانی دارند که مجهز به پرده است و مستقیما در سطح سر قرار دارد.
امواج صوتی ورودی پرده گوش را به ارتعاش در می‌آورد. این ارتعاشات سپس از طریق پرده گوش به استخوانچه‌ها و بعد به گوش داخلی منتقل می‌شوند. در گوش داخلی ارتعاشات حاصل از امواج صوتی توسط سلول‌های مویین به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل و به مغز ارسال می‌شوند.
گوش دادن بدون گوش
اما آیا ممکن است که مغز بدون گوش میانی قادر به تشخیص صوت باشد؟ پاسخ منفی است؛ چون ۹ / ۹۹ درصد از امواج صوتی توسط سطح پوست بدن حیوان منعکس می‌شود.
با این حال با کار تحقیقاتی تیم یادشده روشن شده است که در قورباغه "گاردینر" جزایر سیشل وضع به گونه‌ای دیگر است. آنها فاقد گوش میانی طبل‌مانند هستند با این حال می‌توانند مانند سایر قورباغه‌ها از خود صدا تولید کنند.
رنو بویستل، سرپرست تیم تحقیقاتی یادشده می‌گوید: «به سبب جدایی جزایر سیشل از سایر قسمت‌های قاره، قورباغه‌های گاردینر به مدت ۴۷ تا ۶۵ میلیون سال در جنگل‌های بارانی این جزایر در انزوا زندگی می‌کردند. اگر این قورباغه‌ها قادر به شنیدن هستند پس سیستم شنیداری آنها باید شکل بقایافته اشکالی از حیات در ابرقاره قدیمی گوندوانا باشد.»
نصب بلندگو در زیست‌گاه حیوان
دانشمندان در کار تحقیقاتی خود تعدادی بلندگو را در زیست‌گاه‌های طبیعی این حیوانات نصب و آوازهای از پیش ضبط شده قورباغه‌های دیگر را پخش کردند. هدف کاوش‌گران این بود که ببینند، آیا مقصود قورباغه‌های "گاردینر" از صداهایی که تولید می‌کنند ارتباط با دیگر قورباغه‌ها است؟
بعد از پخش این صداها قورباغه‌های نر حاضر در جنگل گرمسیری به آنها واکنش نشان دادند. این موضوع ثابت می‌کند که آنها قادر بودند صداهای پخش شده از بلندگو را بشنوند.
قدم بعدی تشخیص مکانیزمی بود که این قورباغه‌های به‌ظاهر ناشنوا توسط آن قادر به شنیدن اصوات می‌شدند.
بعد از کاربرد متعدد اشعه ایکس روشن شد که دستگاه تنفسی و عضلات این قورباغه‌ها مسئول انتقال صدا به گوش‌های داخلی نیستند.
پیتر کلاتنس، از دانشمندان این تیم می‌گوید: «چون این حیوانات بسیار کوچک هستند، چیزی حدود یک سانتی‌متر، ما به اشعه ایکس نیاز داشتیم تا بتوانیم از بافت نرم و قسمت‌های استخوانی تصویری داشته باشیم و با تفکیک‌پذیری میکرومتری تشخیص دهیم، کدام بخش‌های بدن این حیوان مسئول انتشار صداست.»
سر؛ مسئول انتقال صدا
دانشمندان از طریق شبیه‌سازی‌های متعدد توانستند به این نتیجه برسند که سر این جانور مسئول انتقال صدا است.
شبیه‌سازی‌ها نشان داد که دهان قورباغه گاردینر به مثابه تشدیدکننده یا تقویت‌کننده برای فرکانس‌های انتشاریابنده این گونه‌ها عمل می‌کند.
کاربرد اشعه ایکس بر روی گونه‌های مختلف نشان داد که انتقال صدا از حفره دهانی به گوش داخلی از طریق دو سازگارسازی تکاملی توسعه یافته و تکمیل شده است: کاهش ضخامت بافت بین دهان و گوش داخلی و کم بودن تعداد لایه‌های بافتی میان دهان و گوش داخلی.
رنو بویستل، سرپرست این تیم پژوهشی می‌گوید: «ترکیب حفره دهان و هدایت استخوانی به قورباغه‌های گاردینر اجازه می‌دهد که صدا را به صورت مؤثر دریافت کنند؛ بدون اینکه نیاز به گوش میانی طبل‌مانند داشته باشند.»