Исследователи десятилетиями знали, что киты издают сложные песни, иногда проецируя свои крики на много миль под водой. Однако новое исследование Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) выявило ранее неизвестный элемент песен китов, который может помочь этому способу общения и может сыграть ключевую роль в обнаружении других китов в открытом океане.
В статье, опубликованной 2 ноября в выпуске онлайн-журнала Biology Letters, биолог WHOI Аран Муни описывает приближение группы горбатых китов у побережья гавайского острова Мауи. С борта небольшого исследовательского судна он и его команда измерили два компонента пения китов - волны давления (тип звуковой волны, воздействующей на барабанные перепонки человека, что позволяет нам слышать) и движение частиц (физическая вибрация вещества как звук проходит через него). Удивительно, отмечает он, движение частиц в воде распространилось намного дальше, чем ожидалось.
Мы выбросили наше снаряжение за борт и позволили себе уплыть от китов, одновременно измеряя движение частиц и звуковое давление. больше всего. Но по мере того, как мы постепенно удалялись, движение частиц оставалось громким и четким», - говорит он.
Группа измерила расстояние до китов всего в 200 метрах, но их данные показывают, что это движение частиц, особенно на более низких частотах звука, может распространяться намного дальше, чем записанное расстояние. «Это совершенно другой способ звука, который, как мы никогда не знали, могут использовать киты», - отмечает он.
Чтобы представить себе разницу между этими двумя режимами звука, говорит Муни, представьте, что вы останавливаетесь рядом с автомобилем, из которого играет громкая музыка. «То, что вы слышите, - это волны давления; то, что вы чувствуете, когда вибрирует ваше сиденье, - это движение частиц», - добавляет он. «Когда дело доходит до песен китов, движение частиц практически не изучалось. Его гораздо сложнее измерить, чем волны давления, поэтому у нас нет четкого представления о том, как они распространяются в воде или воздухе».
Волны давления относительно просто обнаружить с помощью специального подводного микрофона, называемого "гидрофон" - типа датчика, который продается на коммерческой основе в течение десятилетий. Однако для обнаружения движения частиц требуются чувствительные подводные акселерометры, которые до недавнего времени не были широко доступны исследователям. Муни и его команда, однако, имели под рукой оба датчика для несвязанного исследования в этом районе, что позволило им собрать эти неожиданные записи.
Муни быстро отмечает, что его команда не собрала достаточно данных, чтобы однозначно сказать, могут ли эти киты ощущать присутствующее движение частиц, но анатомия костей уха кита предполагает, что низкочастотная вибрация может быть основным элементом. их слуха.
В отличие от дельфинов и зубатых китов, ушные кости горбатых китов срослись с черепом животного, обеспечивая прямую связь с любой вибрацией в толще воды. «Это может означать, что на их слух влияет то, как звук проходит через их кости», - говорит он. «Возникает вопрос: действует ли нижняя челюсть кита как камертон, направляющий вибрации к ушам? Предыдущие работы показали, что костная проводимость может быть жизнеспособным способом слуха».
С эволюционной точки зрения, добавляет он, у такого рода вибрационного слуха есть некоторый приоритет. Хотя большинство млекопитающих воспринимают звук с помощью волн давления в своих барабанных перепонках, известно, что самые близкие из ныне живущих родственников китов - гиппопотамы - чувствуют звук под водой с помощью своего тела, даже когда их уши остаются над поверхностью. Слоны, еще один близкий родственник китов, могут улавливать сверхнизкочастотные вибрации ногами, что может помочь им определить местонахождение своего стада за много миль.
Хотя открытия Муни открывают двери для ряда эволюционных вопросов, он отмечает, что они вызывают гораздо более неотложную озабоченность. Если киты действительно могут ощущать движение частиц, подобные вибрации, создаваемые людьми, могут мешать общению гигантских животных.
«Большинство антропогенных шумов в океане низкочастотны, а уровень звука удваивается каждое десятилетие. Постоянно увеличивается количество судоходства, увеличивается объем сейсморазведочных работ на нефть и газ», - говорит он. Горнодобывающая промышленность и строительство, такие как машины для забивания свай, также расширяются, способствуя низкочастотному движению частиц, которые могут распространяться под водой на многие мили. «Мы, люди, плохо слышим в воде, поэтому мы не замечаем шум в океане, но это очень важный сигнал для морских животных», - добавляет Муни. «Это может стать серьезной проблемой для китов».