作者:Rudi Giot 来源:《模式》 发布时间:2021/9/24 11:20:38
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听!昆虫防御化学物的可怕“声音”

 

叶蜂幼虫能分泌令人不快的挥发性化学物质击退捕食者,尤其是蚂蚁,进而保护自己。

一直以来,研究人员通过组织猎物和捕食者聚集来评估这些防御措施的有效性,即所谓的生物测试。但是,昆虫学家Jean-Luc Boevé和信息工程师Rudi Giot此次采用了一种不同的方法:他们将分泌物的化学成分转换成声音,并测量了人类的反应。9月23日,相关论文刊登于细胞出版社(Cell Press)旗下期刊Patterns。

Boevé和Giot量化了这些声音使人类感到不愉快的程度——测量受试者距离扬声器多远才能到达“舒适距离”。他们表示,在大约50名参与者中,有一部分人将这些声音描述为不愉快甚至令人恐惧的声音,可以与恐怖或科幻电影中的背景音乐片段相媲美。

“有趣的是,我们可以证明蚂蚁和人类的反应是类似的,从而表明声波可以模拟真实世界中捕食者与猎物的相互作用。”比利时皇家自然科学研究所的Boevé说。

2009年4月,Boevé首次提出了将挥发性化学物质转化为声音的想法。

“一些小分子,比如醋中含有的醋酸或一些蚂蚁释放的刺激性甲酸,它们非常易挥发,并能迅速扩散到空气中。”Boevé说,“所以,我认为有可能将高或低的挥发性转化为高或低的音调,以及将其他化学特征转化为其他声音特征。”

实际上,化学物质能通过一种叫做声波化的过程转化成声音。每个分子的重要特征,比如它的分子量和官能团,都可以被映射到声音的不同参数上,比如音高、持续时间和音色。研究人员将这些化学信息输入到一个合成器,合成器会为每个分子制作声音,然后这些声音会在不同的音量水平上被混合,最终录制下昆虫防御性分泌物的“声音”。

这项研究还利用了这样一个事实:人脑处理信息的方式因信息感知器官的不同而异。布鲁塞尔工业研究所的Giot说:“通常,声波化过程用于检测大数据集的特定元素。例如地震数据中记录的地震,或者互联网数据流中的网络黑客行为。”

这个项目需要多年的基础工作和实验积累,包括对昆虫化学和形态的分析。Boevé希望新方法能与现有的挥发性物质测试技术相补充,特别是在昆虫较少的季节或难以获取足够分泌物的情况下。(来源:科学网 唐一尘)

相关论文信息:https://www.doi.org/10.1016/j.patter.2021.100352

 
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