Ученые выяснили, как киты издают звуки для общения. Над загадкой бились 50 лет
Усатые киты, в том числе синий — самое большое животное на Земле, являются высшими хищниками и жизненно важны для морских экосистем. Более 50 лет назад ученые обнаружили, что гиганты «поют» — то есть, издают звуки низкой частоты, переговариваясь так на огромных расстояниях.
«Песни» необходимы для существования китообразных, но только сейчас ученым удалось разобраться с тем, как киты издают звуки под водой. Университет Южной Дании сообщает, что обнаружены особые структуры в гортани этих животных.
«Зубатые и усатые киты произошли от наземных млекопитающих, у которых гортань выполняла две функции: защита дыхательных путей и производство звука. Однако переход к жизни в море предъявил новые, и очень строгие, требования к гортани — нужно было предотвратить удушье животных под водой», — поясняет профессор Текумсе Фитч из Венского университета (Австрия), который участвовал в исследовании вместе с датскими коллегами.
Изучение анатомии китов затруднительно, так как охота на них почти полностью запрещена, а продолжающие добычу китобои не утруждаются фиксацией данных для науки. Но ученым удалось обследовать тела нескольких животных, в том числе выбросившихся на берег. Это позволило, помимо прочего, понять строение и особенности речевого аппарата.
Затем они построили компьютерную модель, в которой учли анатомические особенности, и смогли понять, как киты «поют».
Оказалось, что несмотря на изменения, гортань усатых китов (есть еще и второй парваотряд — зубатые киты, о них речи пока не идет) может генерировать звуки, как и у их сухопутных предков. Но крошечные хрящи, которые в гортани человека называют черпаловидными и которые управляют голосовыми связками, сильно изменились. Они вытянулись и стали большими длинными цилиндрами, которые срослись у основания, образовав U-образную жесткую структуру почти на всю длину гортани.
«Вероятно, это было нужно, чтобы обеспечить жесткость открытых дыхательных путей, когда китам приходится вдыхать и выдыхать огромные объемы воздуха во время выныривания, ведь вдохи и выдохи похожи на взрывную волну. Мы обнаружили, что эта U-образная структура давит на большую жировую подушку на внутренней стороне гортани. Когда киты выталкивают воздух из легких через эту подушку, она начинает вибрировать, и это порождает очень низкочастотные подводные звуки», — поясняют ученые.
Но исследование показало и то, что киты очень уязвимы к шуму, производимому человеком. Он смешивается с их голосами и мешает общению.
«К сожалению, диапазон частот и максимальная глубина связи в 100 метров, которые, по нашим расчетам, используются китами, полностью пересекаются с доминирующим диапазоном частот и глубиной антропогенного шума, создаваемого судоходством», — поясняет профессор Коэн Элеманс из Университета Южной Дании.
Это значит, что сохранение китов напрямую зависит от того, ограничит ли человечество шумовое загрязнение океана.
