دانشمندان با استفاده از مکانيسم اشعه ايکس، موفق به حل اين معما شدند که چگونه گونه خاصي از قورباغهها بدون استفاده از گوش ميتوانند بشنوند.
قورباغههاي Gardiner بومي جزاير سيشل و يکي از کوچکترين قورباغههاي جهان هستند که داراي گوش مياني مجهز به پرده گوش نيستند، با اين حال، ميتوانند صداي ديگر قورباغهها را بشنوند.
تيمي بينالمللي از دانشمندان با استفاده از اشعه ايکس دريافتند اين قورباغهها از طريق بافت و حفره دهان ميتوانند صدا را به گوش درونيشان منتقل کنند.
تيمي از محققان به رهبري «رنود بويستل» از «مرکز ملي تحقيقات علمي» فرانسه و دانشگاه Poitiers به همراه دانشمنداني از مراکز علمي ديگر اين مطالعه را صورت دادند.
شيوهاي که از طريق آن نسلهاي حيوانات توانستهاند صداها را بشنوند، در عصر ترياس (200 تا 250 ميليون سال پيش) ظاهر شد.
گرچه سيستمهاي شنيداري حيوانات چهار پا از آن زمان تاکنون دستخوش تغييرات بسياري شده است، آنها به طور مشترک داراي گوش مياني مجهز به پرده گوش هستند که به طور مستقل در نسلهاي اصلي حيوانات ظاهر شد.
از سوي ديگر، تعدادي از حيوانات و به ويژه اکثر قورباغهها، داراي گوش بيروني نيستند اما مجهز به گوش ميانياند. گوش مياني داراي پرده گوشي است که درست بر روي سطح سر قرار دارد.
امواج صداهاي ورودي، پرده گوش را مرتعش ميکنند و سپس اين پرده ارتعاشات را با استفاده از استخوانچهها به گوش دروني تحويل ميدهد.
در گوش دروني سلولهاي مو اين ارتعاشها را به سيگنالهاي الکتريکي که به مغز ارسال ميشوند، تبديل ميکنند.
در 99.9 درصد موارد، موج صوتي که به يک حيوان ميرسد، در سطح پوست منعکس ميشود و بنابراين، شناسايي صدا در مغز بدون وجود گوش مياني امکانپذير نيست.
با اين حال، دانشمندان گونههايي از قورباغهها را ميشناسند که مانند ديگر قورباغهها صدا توليد ميکنند، اما داراي گوش مياني طبلمانند براي گوشدادن به يکديگر نيستند. اين موضوع در نوع خود اين يک تناقض به نظر ميرسد.
قورباغههاي کوچک Gardiner به تنهايي در جنگلهاي باراني جزاير سيشل افريقا به مدت 47 تا 65 ميليون سال زيستهاند.
در صورتي که اين قورباغهها ميتوانستند بشنوند، سيستم شنيداريشان بايد بقايافته اشکالي از حيات بر روي ابرقاره Gondwana ميبود.
با هدف کاوش اين موضوع که قورباغههاي مزبور از صدا براي برقراري ارتباط با يکديگر استفاده ميکنند، دانشمندان حاضر در اين تحقيق بلندگوهايي را در زيستگاه طبيعي آنها نصب کردند و آوازهاي قورباغههايي که از پيش ضبط شده بودند، را پخش کردند.
اين امر موجب شد که قورباغههاي نر حاضر در جنگلهاي باراني به اين صداها پاسخ گويند و آنها قادر بودند صداي بلندگوها را بشنوند.
گام بعدي در اين تحقيق شناسايي مکانيسمي بود که توسط آن قورباغههاي ظاهرا ناشنوا قادر به شنيدن صدا بودند.
با تکنيکهاي تصويربرداري اشعه ايکس، دانشمندان دريافتند که نه سيستم ريوي و نه عضلات قورباغههاي مورد مطالعه (آن گونه که پيشتر پيشنهاد شده بود) تا حد قابلتوجهي در انتقال صدا به گوش دروني مشارکت نميکنند.
چون اين حيوانات فقط يک سانتيمتر طول دارند، محققان به تصاوير اشعه ايکس از بافت نرم و اجزاي بدن آنها نياز داشتند.
اين تصاوير بايد داراي تفکيکپذيري ميکرومتري براي تعيين اجزاي دخيل در انتشار صدا ميبودند.
شبيهسازيهاي متعدد به مطالعه اين فرضيه کمک کرد که صدا از خلال سرهاي قورباغه دريافت ميشود.
اين شبيهسازيها تاييد کردند که دهان به عنوان يک تشديدکننده يا تقويتکننده براي فرکانسهاي منتشرشده توسط اين گونهها عمل ميکند.
تصويربرداري اشعه ايکس بر روي گونههاي مختلف نشان داد انتقال صدا از حفره دهاني به گوش مياني توسط دو سازگاري تکاملي بهينه شدهاند.
در نهايت مشخص شد که ترکيب حفره دهاني و هدايت استخواني به قورباغههاي Gardiner امکان موثر درک صدا را بدون استفاده از گوش مياني طبلمانند ميدهد.