16.5 కోట్ల ఏళ్ల నాటి కీటకాల శబ్దాలను పునఃసృష్టించిన శాస్త్రవేత్తలు
16.5 కోట్ల ఏళ్ల నాటి శిలాజ కీటక రెక్కల ఆధారంగా జురాసిక్ కాలపు శబ్దాలను పునఃసృష్టించినట్లు ప్రొసీడింగ్స్ ఆఫ్ ద నేషనల్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌లో ప్రచురితమైన అధ్యయనం తెలిపింది. అంతర్జాతీయ పరిశోధక బృందం ఇన్నర్ మంగోలియాలో ఒకే భౌగోళిక పొరలో లభించిన తొమ్మిది జాతులకు చెందిన 20 శిలాజాలను, లేజర్ పరీక్షలు, డిజిటల్ సిమ్యులేషన్లు, మెషిన్ లెర్నింగ్‌ను ఉపయోగించి విశ్లేషించింది. సిగ్మాబోయిలస్ పెరెగ్రినస్ అనే జాతి 20 నుంచి 22 కిలోహెర్ట్జ్ అల్ట్రాసౌండ్ శబ్దాలు వెలువరించిందని పరిశోధకులు తెలిపారు.
మూలం
Times of India — Top · అసలు వార్త చదవండి ↗
డెస్క్ తనిఖీ · మూలంతో సరిపోల్చాం
డెస్క్ తనిఖీ చేసినవి (5)
- Researchers reconstructed insect sounds from 165-million-year-old fossilised wings using machine learning. — Attributed in source to a study published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.
- The study examined 20 fossils across nine species from one geological horizon in Inner Mongolia. — Figures appear in the source; no independent verification possible.
- Sigmaboilus peregrinus emitted frequencies between 20 and 22 kilohertz, crossing into ultrasound. — Species name and figures stated in source as a study finding.
- One signal may be the earliest recorded evidence of ultrasonic animal communication, predating echolocating bats. — Source presents this conditionally ('if verified'); retain the qualifier.
- Narrowband pure tones made calls hard to locate, aiding defence against predators. — Attributed to study co-lead Fernando Montealegre-Zapata of the University of Lincoln.
లోతైన విశ్లేషణ
పరిశోధన సంక్షిప్తం · 8 ముఖ్యాంశాలు · 3 తేదీలు · పరీక్షలకు ఉపయోగంసంక్షిప్తం
నేపథ్యం
స్టీవెన్ స్పీల్‌బర్గ్ డైనోసార్ సినిమాల్లో వినిపించే ప్రాచీన కీటక శబ్దాలు హాలీవుడ్ సౌండ్ ఇంజినీర్లు సృష్టించినవి. కానీ ఇప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు 16.5 కోట్ల ఏళ్ల నాటి శిలాజ కీటక రెక్కల నుంచి నేరుగా ఆ శబ్దాలను పునఃసృష్టించారు. ప్రొసీడింగ్స్ ఆఫ్ ద నేషనల్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ (PNAS)లో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనంలో అంతర్జాతీయ పరిశోధక బృందం శిలాజ అవశేషాలు, జీవించి ఉన్న జాతులపై బయోమెకానికల్ పరీక్షలు, డిజిటల్ సిమ్యులేషన్లు, మెషిన్ లెర్నింగ్ నమూనాలను కలిపి మధ్య జురాసిక్ కాలపు పాక్షిక ధ్వని చిత్రాన్ని ఆవిష్కరించింది. ధ్వని తరంగాలు శిలాజంగా మారవు, కానీ శబ్దం పుట్టించే రెక్కల నిర్మాణాలు శిలాజ ఆధారాలను వదిలిపెడతాయి.
ముఖ్యాంశాలు
- 16.5 కోట్ల (165 మిలియన్) ఏళ్ల నాటి శిలాజ కీటక రెక్కల నుంచి మెషిన్ లెర్నింగ్ సహాయంతో శబ్దాలను పునర్నిర్మించారు.
- అధ్యయనం ప్రొసీడింగ్స్ ఆఫ్ ద నేషనల్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ (PNAS)లో ప్రచురితమైంది.
- ప్రస్తుత ఇన్నర్ మంగోలియాలో ఒకే భౌగోళిక హొరైజన్‌లో లభించిన తొమ్మిది జాతులకు చెందిన 20 శిలాజాలపై పరిశోధన కేంద్రీకృతమైంది.
- సిగ్మాబోయిలస్ పెరెగ్రినస్ అనే అంతరించిన కేటిడిడ్ బంధువు 20 నుంచి 22 కిలోహెర్ట్జ్ మధ్య పౌనఃపున్యాలను వెలువరించింది — మానవ శ్రవణ పరిధి అంచున ఉన్న అల్ట్రాసౌండ్.
- ధ్రువీకరణ జరిగితే, ఇది జంతువుల అల్ట్రాసోనిక్ సంభాషణకు అత్యంత పురాతన నమోదిత ఆధారం; ఎకోలొకేషన్ చేసే గబ్బిలాల ఆవిర్భావానికి కోట్ల ఏళ్ల ముందే ఇది ఉంది.
- అధిక కచ్చితత్వ లేజర్ వ్యవస్థలతో నేటి కీటక రెక్కలు పాడేటప్పుడు ఎలా వంగి, ప్రతిధ్వనిస్తాయో మ్యాప్ చేసి, ఆ సమీకరణాలను శిలాజ రెక్కలపై ప్రయోగించారు.
- చాలా జురాసిక్ జాతులు నేటి క్రికెట్ల వలె తక్కువ స్వర స్థాయిలో ధ్వనించాయి; అనేకం విద్యుత్ బీప్‌లు లేదా స్పష్టమైన విజిల్స్ వంటి నారోబ్యాండ్ స్వచ్ఛ స్వరాలను ఉత్పత్తి చేశాయి.
- అధ్యయన సహ-నేత ఫెర్నాండో మాంటియలెగ్రె-జపాటా, యూనివర్సిటీ ఆఫ్ లింకన్‌లో సెన్సరీ బయాలజిస్ట్.
కాలక్రమం
- సుమారు 16.5 కోట్ల ఏళ్ల క్రితం (మధ్య జురాసిక్)ఇన్నర్ మంగోలియా ప్రాంతపు అటవీ పైపొరలో తొమ్మిది కీటక జాతులు — సిగ్మాబోయిలస్ పెరెగ్రినస్ సహా — శబ్దాలు చేస్తూ జీవించాయి.
- జురాసిక్ తర్వాత కోట్ల ఏళ్లకుఎకోలొకేషన్ చేసే గబ్బిలాలు ఆవిర్భవించాయి — అంటే కీటకాల అల్ట్రాసౌండ్ వాటికి ఎంతో ముందే ఉంది.
- ఇటీవల (అధ్యయన ప్రచురణ)అంతర్జాతీయ బృందం శిలాజాలు, లేజర్ పరీక్షలు, డిజిటల్ సిమ్యులేషన్లు, మెషిన్ లెర్నింగ్ కలిపి ఫలితాలను PNASలో ప్రచురించింది.
ఎవరికి సంబంధం
- అంతర్జాతీయ పరిశోధక బృందం / అధ్యయన సహ-నేత ఫెర్నాండో మాంటియలెగ్రె-జపాటా (యూనివర్సిటీ ఆఫ్ లింకన్) — శిలాజ రెక్కల నిర్మాణం నుంచి ప్రాచీన ధ్వనులను పునర్నిర్మించే పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసి, దాని విశ్వసనీయతను నిరూపించాల్సి ఉంది.
- రాబిన్ టింఘితెల్లా, యూనివర్సిటీ ఆఫ్ డెన్వర్ ప్రవర్తనా పరిస్థితి శాస్త్రవేత్త — అధ్యయనంలో భాగం కాకపోయినా — డేటా నుంచే నేరుగా రూపొందిన ప్రాచీన ధ్వని దృశ్యాన్ని వినడం ఒక ఆకర్షణీయ శాస్త్రీయ మైలురాయి అని వ్యాఖ్యానించారు.
- పాలియోన్టాలజీ, పరిణామ జీవశాస్త్ర సముదాయం — అల్ట్రాసోనిక్ సంభాషణ, వేటాడే జంతువు–ఎర పరిణామ పోటీ గురించి కాలక్రమాన్ని తిరగరాసే అవకాశం.
- ఇన్నర్ మంగోలియా శిలాజ నిక్షేపాలు (భౌగోళిక హొరైజన్) — ఒకే పొరలో అసాధారణంగా సంరక్షితమైన 20 శిలాజాలు — ఒకే ప్రాచీన అటవీ సముదాయాన్ని నమూనాగా రూపొందించే అవకాశం ఇచ్చాయి.
- మెషిన్ లెర్నింగ్ / డిజిటల్ సిమ్యులేషన్ రంగం — జీవశాస్త్ర, శిలాజ శాస్త్ర పరిశోధనలో AI నమూనాల వినియోగానికి కొత్త అనువర్తనం.
ఎందుకు ముఖ్యం
ధ్వని తరంగాలు శిలాజంగా మారవు కాబట్టి ప్రాచీన ప్రపంచం ఎలా వినిపించిందో ఇప్పటివరకు ఊహ మాత్రమే; ఇప్పుడు రెక్కల భౌతిక నిర్మాణం, లేజర్ కొలతలు, మెషిన్ లెర్నింగ్ కలిపి డేటా ఆధారిత సమాధానం సాధ్యమైంది. ధ్రువీకరణ జరిగితే 20–22 kHz సంకేతం జంతువుల అల్ట్రాసోనిక్ సంభాషణకు అత్యంత పురాతన ఆధారంగా నిలిచి, గబ్బిలాల ఎకోలొకేషన్ కంటే కోట్ల ఏళ్ల ముందే ఈ సామర్థ్యం ఉందని చూపుతుంది. ఇది వేటాడే జంతువుల శ్రవణశక్తి, ఎర ఆత్మరక్షణ మధ్య పరిణామ పోటీను అర్థం చేసుకోవడానికి కొత్త దారి.
UPSC కోణం
ప్రిలిమ్స్ సూచనలు
- అధ్యయనం ప్రచురణ: ప్రొసీడింగ్స్ ఆఫ్ ద నేషనల్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ (PNAS).
- శిలాజాలు: ఇన్నర్ మంగోలియాలో ఒకే భౌగోళిక పొరలో 9 జాతులు, 20 శిలాజాలు; వయసు 16.5 కోట్ల ఏళ్లు (మధ్య జురాసిక్).
- సిగ్మాబోయిలస్ పెరెగ్రినస్ — అంతరించిన కేటిడిడ్ బంధువు; 20–22 కిలోహెర్ట్జ్ అల్ట్రాసౌండ్ పౌనఃపున్యం.
- స్ట్రిడ్యులేషన్: ఒక ముందు రెక్కపై దంతాల వంటి గట్లతో ఉన్న 'ఫైల్' సిరపై, రెండో రెక్క 'స్క్రేపర్' రాయడం ద్వారా శబ్దోత్పత్తి.
- గట్ల అంతరం, పొడవు, రెక్క ఉపరితల వైశాల్యం కొలిచి కీటకపు పౌనఃపున్యం, పిచ్‌ను నిర్ధారించవచ్చు.
- అధ్యయన సహ-నేత: ఫెర్నాండో మాంటియలెగ్రె-జపాటా, యూనివర్సిటీ ఆఫ్ లింకన్ సెన్సరీ బయాలజిస్ట్.
మెయిన్స్ కోణం
ధ్వని తరంగాలు శిలాజ రూపంలో మిగలవు — అయితే ఆ ధ్వనిని పుట్టించే భౌతిక నిర్మాణాలు (క్రికెట్లు, కేటిడిడ్‌ల రెక్కపై దంతాల వంటి గట్లతో ఉండే 'ఫైల్' సిర, స్క్రేపర్) శిలాజంగా మిగులుతాయి. ఈ పరిమితిని అధిగమించడానికి పరిశోధకులు మూడంచెల విధానం అనుసరించారు: జీవించి ఉన్న కీటకాలపై లేజర్ ఆధారిత బయోమెకానికల్ కొలతలతో నమూనాలను ధ్రువీకరించడం, ఆ సమీకరణాలను శిలాజ రెక్కలకు వర్తింపజేయడం, పునరావృత రేటును అంచనా వేయడానికి మెషిన్ లెర్నింగ్ ఉపయోగించడం. ఫలితం — మధ్య జురాసిక్ రాత్రి ధ్వని చిత్రం: అనేక జాతులు నేటి క్రికెట్ల వంటి తక్కువ స్వరాల్లో, కొన్ని విద్యుత్ బీప్‌ల వంటి నారోబ్యాండ్ స్వచ్ఛ స్వరాల్లో, సిగ్మాబోయిలస్ పెరెగ్రినస్ 20–22 kHz అల్ట్రాసౌండ్‌లో. పరిణామ వివరణ ప్రకారం, ప్రారంభ క్షీరద వేటాడే జంతువుల శ్రవణశక్తి పెరిగే కొద్దీ, తమ స్థానాన్ని దాచిపెట్టే స్వచ్ఛమైన, అధిక పౌనఃపున్య స్వరాలకు ఎంపిక ఒత్తిడి అనుకూలించింది — కేంద్రీకృత పౌనఃపున్యాల మూలాన్ని గుర్తించడం కష్టం కావడం ఆత్మరక్షణ. ముందుకు వెళ్లే మార్గం: ఈ సంకేతాలను స్వతంత్ర ధ్రువీకరణ చేయడం, ఇతర శిలాజ నిక్షేపాలకు పద్ధతిని విస్తరించడం, పాలియోన్టాలజీలో AI నమూనాల పరిమితులను, ఊహాత్మక స్వభావాన్ని పారదర్శకంగా పేర్కొనడం.
కీలక పదాలు
- స్ట్రిడ్యులేషన్
- క్రికెట్లు, కేటిడిడ్‌లు ఒక రెక్కపై ఉన్న గట్ల 'ఫైల్'పై మరో రెక్క 'స్క్రేపర్'ను రాయడం ద్వారా రెక్క పొరను వేగంగా కంపింపజేసి శబ్దం చేసే ప్రక్రియ.
- అల్ట్రాసౌండ్ / అల్ట్రాసోనిక్ సంభాషణ
- సాధారణ మానవ శ్రవణ పరిధి దాటిన అధిక పౌనఃపున్య ధ్వనులతో జంతువులు సంభాషించడం; ఇక్కడ 20–22 kHz.
- సిగ్మాబోయిలస్ పెరెగ్రినస్
- అంతరించిపోయిన కేటిడిడ్ (బుష్ క్రికెట్) బంధువు; 20–22 kHz పౌనఃపున్యాలు వెలువరించినట్లు అంచనా.
- భౌగోళిక హొరైజన్
- ఒకే కాలానికి చెందిన ఒకే శిలా పొర; ఇక్కడ ఇన్నర్ మంగోలియాలోని ఒకే పొరలో 9 జాతుల 20 శిలాజాలు లభించాయి.
- నారోబ్యాండ్ స్వచ్ఛ స్వరం
- ఇరుకైన పౌనఃపున్య పరిధిలో కేంద్రీకృతమైన ధ్వని — విద్యుత్ బీప్ లేదా స్పష్టమైన విజిల్ లాంటిది; మూలాన్ని గుర్తించడం కష్టం.
- ఎకోలొకేషన్
- ధ్వనిని పంపి, ప్రతిధ్వని ద్వారా వస్తువుల స్థానం తెలుసుకునే సామర్థ్యం; గబ్బిలాల్లో ప్రసిద్ధం — ఇది జురాసిక్ కీటక అల్ట్రాసౌండ్ కంటే కోట్ల ఏళ్ల తర్వాత ఆవిర్భవించింది.
ప్రాక్టీస్ ప్రశ్నలు
- శిలాజ ఆధారాలు, బయోమెకానికల్ నమూనాలు, మెషిన్ లెర్నింగ్ కలయిక ద్వారా ప్రాచీన జీవుల ప్రవర్తనను పునర్నిర్మించడం సాధ్యమా? ఈ పద్ధతి బలాలు, పరిమితులను చర్చించండి.
- 16.5 కోట్ల ఏళ్ల నాటి కీటకాల్లో అల్ట్రాసోనిక్ సంభాషణ ఆధారాలు, వేటాడే జంతువు–ఎర మధ్య పరిణామ పోటీను ఎలా వివరిస్తాయి? విశ్లేషించండి.
- పాలియోన్టాలజీ వంటి రంగాల్లో కృత్రిమ మేధ వినియోగం పరిశోధన పద్ధతులను ఎలా మార్చుతోంది? ఉదాహరణలతో వివరించండి.
మూల వార్త ఆధారంగానే రాసినవి — సంఖ్యలు, తేదీలు మూలం చెప్పినవే, ఊహించినవి కావు.