Похожие статьи
Дельфины и другие зубатые киты — хищники с крупным мозгом чрезвычайно общительны, сотрудничают и могут охотиться на добычу на глубине до 2 км в полной темноте с помощью эхолокации.
Все это поведение обусловлено использованием звука, который распространяется далеко и быстро в мутных и темных водах. Тем не менее, остается загадкой, как эти удивительные животные создают свой богатый вокальный репертуар на глубине.
Теперь новое исследование в журнале Science сообщает, что зубатые киты развили носовой источник звука с воздушным приводом, который работает в разных вокальных регистрах, таких как человеческий голос.
Исследование проводилось профессором Коэном Элемансом, специалистом по озвучиванию на биологическом факультете Университета Южной Дании, и профессором Питером Мадсеном, биологом китов на факультете Орхусского университета в Дании.
Исследование показывает, что зубатые киты, как и люди, имеют по крайней мере три голосовых регистра: вокальный регистр мальков (также известный как скрипучий голос, который издает самые низкие тона), грудной регистр (который является нашим обычным голосом) и регистр фальцета (который производит еще более высокие частоты).
Согласно новому исследованию, зубатые киты используют регистр мальков в своих эхолокационных сигналах, чтобы поймать добычу.
«Во время малькового вокального регистра голосовые складки открыты очень короткое время, поэтому для использования этого регистра требуется очень мало воздуха для дыхания. И эта экономия воздуха чрезвычайно идеальна для эхолокации. Во время глубоких погружений весь воздух сжимается до крошечной доли объема на поверхности», — поясняют ученые.
Зубатые киты ныряют на глубину до 2 000 метров и ловят больше рыбы, чем рыбаки-люди. Когда они ловят рыбу в глубоких и мутных водах, издают короткие, мощные ультразвуковые эхолокационные щелчки со скоростью до 700 в секунду, чтобы обнаружить, выследить и поймать свою добычу.
Таким образом, вокальные фразы позволяют китам получить доступ к самой богатой пищевой нише на Земле — глубокому океану.
«Хотя вокальные фразы могут быть спорными для людей и могут восприниматься как раздражающие и авторитарные, они, безусловно, сделали зубатых китов эволюционно успешными», — отмечает Элеманс.
Ранее считалось, что зубатые киты издают звуки с помощью гортани, как и другие млекопитающие, но 40 лет назад было показано, что это не так; они каким-то образом используют нос, чтобы издавать звуки. В новом исследовании датская исследовательская группа выяснила, что именно происходит, используя высокоскоростное видео через эндоскопы.
Зубатые киты разработали систему производства звуков с помощью воздуха в носу, которая физически работает аналогично гортани и шприцу у млекопитающих и птиц, но ее расположение далеко не идентично.
Эволюция перенесла его из трахеи в нос, что позволяет ему создавать гораздо большее давление — в пять раз большее, чем может создать труба — без повреждения легочной ткани.
Это высокое пропульсивное давление позволяет зубатым китам издавать самые громкие звуки среди всех животных на планете, подчеркивают специалисты.
На глубине более 100 м легкие кита сжимаются, чтобы предотвратить развитие болезни давления, поэтому они не пригодны для всасывания воздуха, а оставшийся воздух попадает в носовые ходы черепа. Это обеспечивает небольшое, но достаточное пространство, чтобы издавать эхолокационные звуки на поразительной глубине в 2 000 метров.
При эхолокации зубатые киты нагнетают воздух в костный нос и пропускают его через структуры, называемые звуковыми губами, которые вибрируют так же, как голосовые складки человека. Их ускорение создает звуковые волны, которые распространяются через череп к передней части головы.
Помимо эхолокации, зубатые киты издают огромное количество звуков для сложной социальной коммуникации.
Эксклюзивный перевод
Фото: Кристиан Б. Кристенсен, Орхусский университет
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
