(Connie Kerr/iStock/Getty Images Plus) Znanstveniki so našli še en košček v uganki o tem, kako se je eholokacija razvila pri netopirjih, in se približali rešitvi desetletja dolge evolucijske skrivnosti.
Vsi netopirji - razen sadnih netopirjev iz družine Pteropodidae (imenovanih tudi leteče lisice ) - lahko 'eholocira' z uporabo visoki zvoki za navigacijo ponoči.
Mednarodna študija, ki smo jo vodili, objavljeno 5. marca 2021 v Trenutna biologija , je pokazal, kako se sposobnost za prefinjeno eholokacijo ni le večkrat razvila v skupinah netopirjev, ampak tudi, da nikoli razvil v sadnih netopirjih.
Čudoviti zvoki netopirjev
Za navigacijo z uporabo eholokacije netopirji proizvajajo visokofrekvenčne klice v svojem grlu (glasovnici) in jih oddajajo skozi nos ali usta. Ti klici, običajno na višjih frekvencah, kot jih ljudje slišijo, odmevajo od predmetov in se odbijejo nazaj.
Iz te povratne informacije lahko netopirji pridobijo informacije o prostorskih in teksturnih lastnostih svoje okolice.
Tri desetletja so znanstveniki poskušali razumeti, kako se je eholokacija razvila pri netopirjih in zakaj se ta prilagoditev ni razširila na sadne netopirje. Doslej so se trudili doseči soglasje.
Nekateri evolucijski biologi menijo, da bi sadni netopirji nekoč lahko eholocirali kot njihovi sodobni dvojniki, vendar na neki točki izgubil to zmogljivost. Drugi predlagajo, da sadni netopirji sploh niso nikoli pridobili te lastnosti in to se je večkrat razvilo v različnih skupinah netopirjev.
Zarodki pomagajo razkriti evolucijsko skrivnost
Odkrivanje zgodovine eholokacije netopirjev je bilo vedno težka naloga. Obstaja več kot 1400 vrst netopirjev, ki predstavljajo približno četrtino vseh vrst sesalcev na Zemlji. Kot taki pridejo v a izjemen razpon .
Vendar pa bat fosili so zelo redki in razdrobljeni. Znanstveniki nimajo vzorcev, potrebnih za rekonstrukcijo 65 milijonov let trajajoče evolucijske zgodovine netopirjev.
Poleg tega nam genetske informacije o današnjih vrstah netopirjev z eholokacijo niso veliko pomagale razumeti, kako sonarju podoben sistem dejansko deluje.
Ubrali smo drugačen pristop. Namesto da bi se osredotočili na gene ali fosile netopirjev, smo preučili zelo zgodnji razvoj njihovih ušesnih in vratnih kosti.
Evolucijske študije so pokazale, da če skupina vrst na koncu izgubi lastnost, ki so jo imeli njeni predniki, niso popolnoma izgubljeni vsi vidiki te lastnosti. Namesto tega se lastnost pogosto začne razvijati v zelo zgodnjih fazah življenja, vendar ne napreduje.
Torej, če bi bila eholokacija prisotna pri skupnem predniku vseh netopirjev, bi pričakovali, da bodo sodobni sadni netopirji pokazali nekaj razvojne sledi tega v razvoju ušes in grla.
Naša raziskovalna skupina, v kateri so bili biologi s City University of Hong Kong, University of Tokyo in Vietnamske akademije za znanost in tehnologijo, je preučevala na stotine vzorcev zarodkov netopirjev z vsega sveta.
Uporabili smo sodobno slikovno metodo za digitalno rekonstrukcijo strukture mehkega tkiva zarodkov v mikroskopskih podrobnostih. Sadne netopirje smo primerjali z netopirji z eholokacijo in tudi sesalci brez eholokacije, kot so miši.
Osupljivi rezultati
Naša analiza je pokazala, da se sadni netopirji ne razlikujejo od sesalcev brez eholokacije v vseh vidikih njihovega zgodnjega razvoja ušesne kosti.
Prav tako ni bilo nobenih značilnosti, ki bi bile podobne tistim, opaženim pri netopirjih, ki imajo prefinjeno sposobnost eholokacije. Z drugimi besedami, ni bilo dokazov, ki bi nakazovali, da bi sadni netopirji kdaj lahko eholocirali.
To je pri nas sprožilo več vprašanj. Ali to pomeni, da skupni prednik vseh netopirjev ni imel sposobnosti eholokacije, ki jih bodo imeli bodoči netopirji? To je možnost.
Druga možnost je, da je ta skupni prednik morda imel le zelo primitivno različico eholokacije. Če je tako, je morda izgledal in zvenel osupljivo drugače od tega, kar vidimo v današnjih sofisticiranih eholokatorjih.
Na žalost ne moremo zagotovo vedeti, kaj je pravilno. Pteropodidi imajo najbolj nepopoln fosilni zapis med vsemi linijami netopirjev, zato ne moremo preučiti, kako so se njihove ušesne kosti spreminjale skozi čas.
Potrditev prejšnjih teorij
Naša ekipa je tudi odkrila, da imata dve glavni skupini sofisticiranih eholokatorjev netopirjev, Rhinolophoidea in Yangochiroptera, različne vzorce razvoja ušes in grla. To nakazuje, da so svoj sonar razvili neodvisno.
Ta ugotovitev se ujema tudi z najnovejšimi spoznanji iz sekvenciranje genoma netopirjev , ki nakazujejo, da če je prednik vseh netopirjev izvedel eholokacijo, je bila to verjetno neke vrste primitivna eholokacija - ne spretna eholokacija grla, ki jo najdemo pri sodobnih netopirjih.
Naslednji korak bo združiti vpoglede iz razvojne analize z netopirjem genomski podatki .
S proučevanjem, kako se geni netopirjev, povezani s sluhom, izražajo med zgodnjim razvojem, bi lahko ugotovili, ali so sadni netopirji popolnoma izbrisali primitivni eholokacijski sistem, ki je bil prisoten v predniku, ali pa je sploh kdaj obstajal. 
Camilo Lopez-Aguirre , doktorski kandidat, UNSW in Laura A. B. Wilson , Starejši predavatelj, Avstralska nacionalna univerza .
Ta članek je ponovno objavljen od Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi izvirni članek .