اكتشاف آلية عند الضفادع باستخدام رئتيها تشبه سماعات إلغاء الضوضاء

استخدم باحثون أمريكيون قياسات ليزر دقيقة لطبلة الأذن لضفدع الشجرة الخضراء الأمريكي (Hyla cinerea) لقياس استجابتها للصوت، وكشفت الدراسة أن نوعًا من الضفادع يحتاج فقط إلى تضخيم رئتيه للتأكد من سماعه لنداءات زملائه المحتملين على ضوضاء الخلفية، تمامًا مثل سماعات إلغاء الضوضاء.

ووفقا لما ذكرته صحيفة “ديلى ميل” البريطانية، فعندما تم تضخيم الرئتين، لم يكن له أي تأثير على كيفية استجابة طبلة أذن ضفدع الشجرة الخضراء لنداءات التزاوج من نوعها، ولكن قلل من حساسية طبلة الأذن للترددات الصوتية التي يشيع استخدامها من جانب الأنواع الأخرى.

ويجعل تضخم الرئتين من الصعب على Hyla cinerea سماع نداءات الأنواع الأخرى التي لا تهتم بها، بينما تترك القدرة على سماع نداءات الأنواع الخاصة بها سليمة، مما يتيح تحديد مكانها بسهولة أكبر.

وتعتمد هذه التقنية المتطورة بشكل طبيعي على مسار ذكي لنقل الصوت من الرئة إلى الأذن فريد من نوعه بالنسبة للبرمائيات.

وقال كبير الباحثين مارك بي، الأستاذ في كلية العلوم البيولوجية بجامعة مينيسوتا: “ما تفعله الضفادع بشكل أساسي هو وضع سماعات إلغاء الضوضاء”.

ويبدو أن رئتيهم تخففان اهتزازات طبلة الأذن للمساعدة في تقليل التقاط نداءات التزاوج لأنواع الضفادع الأخرى التي تحدث عند ترددات أخرى.

هذه التقنية، التي تسمى “تحسين التباين الطيفي”، تجعل الترددات في طيف نداء الذكر تبرز بالنسبة للضوضاء عند الترددات المجاورة.

كما أنه مع تضخم الرئتين، تهتز طبلة أذن الضفادع بشكل أقل استجابة للأصوات غير المرغوب فيها الموجودة في نطاق تردد معين، وتخمد الرئتان اهتزازات طبلة الأذن، وبالتالي تلغي الضوضاء.

وتابع بي: “هذا مشابه لخوارزميات معالجة الإشارات لتحسين التباين الطيفي المطبق في بعض المعينات السمعية وغرسات القوقعة الصناعية”.

وكان تم تصميم هذه الخوارزميات لتضخيم أو تعزيز الترددات الموجودة في أصوات الكلام، أو تخفيف أو تصفية الترددات الموجودة بين تلك الموجودة في أصوات الكلام، أو كليهما، وفي الضفادع، يبدو أن الرئتين تخففان الترددات التي تحدث بين تلك الموجودة في نداءات تزاوج الذكور.

وأكد بى: “نعتقد أن الآلية الفيزيائية التي يحدث بها ذلك مشابهة من حيث المبدأ لكيفية عمل سماعات إلغاء الضوضاء”.

واختار الباحثون فحص بيانات من ضفدع الشجرة الخضراء الأمريكي، الذي لديه معدل عالٍ من المكالمات المشتركة مع أنواع الضفادع الأخرى.

وتمتلك الضفادع مسارًا صوتيًا فريدًا يمكنه نقل الأصوات من رئتيها المملوءتين بالهواء إلى أذنيها الوسطى المليئة بالهواء عبر المزمار، وتجويف الفم، وقنوات استاكيوس، لكن الوظيفة الدقيقة لمسار نقل الصوت من الرئة إلى الأذن كانت لغزا فيما قبل.

وأجرى الباحثون قياسات اهتزاز لـ 25 ضفادعًا باستخدام نظام الليزر، حيث انتفخت المخلوقات وتفرغ رئتيها، وقلل تضخم الرئتين بشكل انتقائي من قدرة طبلة الأذن عند ترددات صوتية لا تتعلق بمكالمات من أنواع مختلفة، بينما تظل حساسة لنداءات من نفس النوع محددة.