У глибинах океану гігантські ссавці знаходять один одного за допомогою загадкових пісень. Хоча моряки давно чують їхні моторошні крики, донедавна залишалося загадкою, як насправді співають кити.
Наземні ссавці, такі як мавпи, володіють тонко налаштованим зором з яскравою колірною чутливістю. Люди спираються на візуальну комунікацію. Інакше йде справа з цими великими морськими ссавцями, чиї очі-намистинки відходять на другий план у світі звуків.
У воді звук поширюється майже в п’ять разів швидше, ніж повітрям. Звук, по суті, являє собою вібрацію частинок, що утворюють хвилі, які проходять через повітря або воду і які вуха інтерпретують як звук. Відносно більша щільність частинок води означає, що вони перебувають у тіснішому контакті одна з одною, тому їм потрібно пройти меншу відстань, щоб передати вібрацію від однієї частинки до іншої, і тому звукові хвилі поширюються набагато швидше.
Кити пристосувалися до цього середовища, використовуючи звук, щоб “бачити” і спілкуватися. Після того як 1967 року Військово-морський флот подарував нам перший запис китових пісень, учені дізналися, як кити чують ці звуки: у них є вуха, забезпечені спеціальними повітряними кишенями. Однак залишалося загадкою, як кити видають свої чарівні звуки.
У новому дослідженні вчені вивчили гортань китів і побудували модель, щоб розкрити таємницю їхньої голосової анатомії.
Вусаті кити, зокрема, є найбільшими ссавцями на Землі. До них належать горбатий, синій і сірий кити. Дослідницьку групу очолювали Коен Елеманс із біологічного факультету Університету Південної Данії та Текумсех Фітч із факультету поведінкової та когнітивної біології Віденського університету.
Вивчаючи препаровану гортань горбатих китів, вони виявили, що цей орган у чомусь схожий з органами наземних ссавців. Гортань вусатих китів зберігає свою ключову роль як вокального органу в морі. Однак є і явні відмінності.
У китів є подовжений U-подібний апарат, званий аритеноїдом, що складається з двох горизонтально орієнтованих відрізків хряща. Він служить для зміни положення голосових зв’язок у багатьох ссавців.
У верхній частині аритеноїда розташована фіброзна “подушка”. У китів вона може використовуватися або для видування повітря через дихальні отвори, або викликаючи вібрацію, яка і є співом кита.
У фонічному положенні повітря з легень захоплюється в гортанний повітряний мішок, який, за їхнім припущенням, забезпечує рециркуляцію повітря під час співу.
Примітно, що у китів є особливість, яка відсутня у наземних ссавців: набір “загадкових” носових і ротових пробок, які захищають дихальні шляхи від потрапляння в них води.
Область цього механізму, де сходяться “подушечка” і U-подібний аритеноїд, є джерелом вібрації, що формує звук китового співу. Завдяки вибуховій роботі легень кита, у подушці виникає аеродинамічна вібрація, коли вона перебуває у фонічному положенні.
“Наша модель точно передбачила результати експериментів, але ми також змогли розрахувати акустичні характеристики, які не могли виміряти в лабораторії, наприклад, частотний діапазон”, — розповів співавтор дослідження Вейлі Цзян з Рочестерського технологічного інституту.
Згенеровані комп’ютером прогнози точно збіглися з природними вокалізами — співом горбатих китів.
“Перші акустичні записи пісні горбатих китів, зроблені Роджером і Кеті Пейн 1970 року, спричинили глибокий резонанс, започаткували морську біоакустику й викликали глобальний інтерес до зусиль зі збереження морського середовища”, — сказав пан Елеманс.
За матеріалами The Epoch Times
