Метелики родини бражникових (Sphingidae) протягом останніх 30 мільйонів років незалежно один від одного до семи разів розвивали особливі анатомічні механізми для створення ультразвуку за допомогою статевих органів. Такий спосіб захисту допомагає комахам протистояти кажанам, які полюють уночі, використовуючи ехолокацію. Висновки нового дослідження оприлюднили 4 листопада 2026 року в журналі Proceedings of the Royal Society B.
Дослідники встановили, що здатність виробляти ультразвукові сигнали не була успадкована всіма бражниками від одного спільного предка. Натомість різні еволюційні гілки родини самостійно прийшли до подібного рішення. Це приклад конвергентної еволюції, коли організми, які не мають безпосереднього зв’язку через спільну адаптацію, формують схожі механізми у відповідь на однаковий зовнішній чинник.
У самців бражників звук виникає внаслідок тертя спеціалізованих структур на статевих органах об поверхню черевця. Вчені виділили три основні варіанти такого механізму. В одних видів видозмінені лусочки труться одна об одну, в інших — об дрібні шипи, а в третіх — об невеликі горбики на поверхні тіла.
Ці анатомічні відмінності впливають і на характер звукових сигналів. Наприклад, тертя лусочок одна об одну зазвичай створює короткі переривчасті серії ультразвукових імпульсів. Контакт лусочок із шипами може генерувати довші та більш тривалі сигнали. Механізм із використанням горбиків демонструє особливо широкий діапазон звукових варіацій, причому відмінності помітні навіть між близькими за спорідненістю видами.
Ультразвук має значення під час нападу кажанів, оскільки ці хижаки орієнтуються в темряві за допомогою звукових хвиль. Випромінюючи власні сигнали, бражники можуть ускладнювати роботу ехолокаційної системи нападника. Залежно від характеристик звуку він також може налякати хижака або імітувати акустичні попередження комах, які мають неприємний смак чи є токсичними для кажанів.
Для реконструкції еволюційної історії цієї здатності науковці зіставили анатомічні особливості комах, характеристики ультразвукових сигналів і дані про спорідненість різних видів. Результати показали, що незалежне виникнення механізмів звукового захисту відбулося щонайменше чотири рази, а за окремими оцінками — до семи разів. Найдавніші з досліджених еволюційних змін датуються приблизно 30 мільйонами років тому, тоді як інші виникали значно пізніше.
Водночас наявність ультразвукового механізму не означає, що всі бражники використовують його однаково. Частина сигналів потенційно здатна порушувати ехолокацію кажанів, інші можуть виконувати функцію раптового акустичного подразника або попереджувального сигналу. Тому конкретне призначення кожного типу звуку ще потребує додаткової експериментальної перевірки.
Дослідження також виявило, що еволюційні адаптації не обов’язково залишаються незмінними. У деяких лініях бражників, представники яких перейшли до сутінкового або денного способу життя, спеціалізовані структури для створення ультразвуку згодом зникли. Це вказує на залежність захисних механізмів від умов середовища та інтенсивності загрози з боку нічних хижаків.
Окремий інтерес становить історія протистояння бражників і кажанів. Ці групи тварин взаємодіють у межах тривалої еволюційної гонки озброєнь. Кажани вдосконалювали здатність виявляти здобич за допомогою ехолокації, а нічні метелики формували різні способи уникнення нападу. Серед таких пристосувань — органи слуху, які дають змогу виявляти ультразвукові сигнали хижаків, змінювати траєкторію польоту та виконувати маневри ухилення.
Попередні дослідження вже підтверджували, що деякі бражники здатні створювати ультразвукові сигнали за допомогою видозмінених структур статевих органів. Зокрема, у 2013 році науковці описали механізм, за якого самці окремих видів натирають спеціальні лусочки на статевих клапанах об внутрішню поверхню останнього сегмента черевця. Тоді ж дослідники отримали попередні свідчення, що самки деяких видів також можуть виробляти ультразвук, але за допомогою іншого анатомічного механізму.
Нове дослідження розширює розуміння цього явища: воно показує не просто наявність незвичайного способу захисту, а різноманітність анатомічних рішень, які виникали незалежно в різних групах комах. Відкритим залишається питання, наскільки ефективно кожен із трьох механізмів захищає від конкретних видів кажанів і за яких умов ультразвукові сигнали здатні порушувати їхню ехолокацію. Відповіді на ці питання допоможуть точніше пояснити, як хижацтво впливає на формування складних поведінкових та анатомічних адаптацій.
