一種雨林蟈蟈的耳朵進化得非常像人類和其他哺乳動物的耳朵。研究人員發現，儘管這種昆蟲的聽覺器官位於其前腿的彎曲處，但其組成部分與我們自身的中耳和內耳結構相呼應。
在人類中，耳朵的外部部分收集聲波，並將其漏斗式地匯入鼓膜的薄膜，也稱為鼓膜。鼓膜的振動將聲音的壓力波轉化為我們體內最小的三塊骨頭——錘骨、砧骨和鐙骨——這些骨頭會振動一個蝸牛殼狀的器官，稱為耳蝸，其彎曲處排列著感覺細胞毛。外部擺動的骨頭會晃動器官內部的液體，並觸發這些細胞，這些細胞透過聽覺神經向大腦傳送訊號。對高頻做出反應的毛細胞最靠近波傳播的起點，而對低頻做出反應的細胞則位於耳蝸的深處。
Copiphora gorgonensis是一種來自哥倫比亞戈爾戈納島的黃橙色面部的蟈蟈。這種昆蟲的聽覺器官包括一個連線到薄角質板的鼓膜。聲波像蹺蹺板一樣搖動鼓膜，從而搖動角質板。但是蹺蹺板是不平衡的，支點更靠近一端。這種設定將來自氣壓波的較大運動轉化為角質板中較小，更強大的運動。該板在類似於展開的耳蝸的充滿液體的腔室中產生漣漪。在這個腔室內，感覺細胞像鍵盤一樣從高頻到低頻敏感度排列。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，您將幫助確保關於當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
角質板的作用與哺乳動物耳朵中微小的錘骨、砧骨和鐙骨相同，但規模更小。一個位於英國的研究團隊在11月16日出版的《科學》雜誌上報道稱，蟈蟈的整個耳朵跨度僅為600微米。（一微米是百萬分之一米。）
該研究的主要作者，現在就職於英國林肯大學的感官生物學家費爾南多·蒙特阿萊格雷-Z表示，C.gorgonensis精緻進化的耳朵可能有助於它躲避捕食者。這些蟈蟈以超聲波進行交流，這個範圍對動物世界中的大多數耳朵來說太高了——因此對大多數潛在的捕食者來說也是如此。它們的感官細胞做出反應的頻率範圍為10到50千赫。一段40微米長的細胞足以聽到同伴蟈蟈的聲音，它們的歌聲在23千赫左右。這一發現表明，蟈蟈可以聽到一系列高頻聲音，很可能包括以回聲定位的蝙蝠捕獵時的叫聲。
康奈爾大學神經生物學和行為學教授羅恩·霍伊沒有參與這項工作，他說：“[這項發現]是趨同進化的又一個顯著例證。”他解釋說，聲音在空氣中傳播良好，但是當它遇到液體介面時，大多數聲波都會在其表面反彈。但是，由於感覺細胞必須浸在液體中以防止乾燥，因此聽覺器官必須進化出克服這一障礙的結構。直到現在，昆蟲進化中是如何規避這個問題的仍然是個謎。“這確實是關於昆蟲如何解決這個問題的第一份報告，”他說。儘管蟈蟈是唯一擁有這種耳朵的昆蟲，但霍伊說，如果科學家沒有發現其他例子，他會感到驚訝。他撰寫了一篇評論來配合這份新報告。
蒙特阿萊格雷-Z還對第二種蟈蟈感興趣，這種蟈蟈僅使用14個感覺細胞就可以檢測到10到160千赫之間的聲波。他不知道這些細胞是否以某種方式對多個頻率做出反應，或者蟈蟈是否反而聽到了完整聲學範圍的更簡單的轉換。他說，這種微型系統的高效率可以啟發工程師基於蟈蟈的耳朵設計來建立微型感測器。
霍伊解釋說，一些微型感測器已用於定向助聽器。受蟈蟈啟發的感測器可能更不易碎、更小且更靈敏，從而激發我們尚未想到的應用。“誰知道它們在富有想象力的工程師手中會變成什麼樣子？”他說。