Тюлени Уэдделла щебечут, свистят и издают трели подо льдом Антарктиды на звуковых частотах, которые не слышны человеку, по данным исследовательской группы под руководством биологов Орегонского университета.
В течение двух лет записи в подводной обсерватории в проливе Мак-Мердо зафиксировали девять типов тональных ультразвуковых вокализаций тюленей, которые достигают 50 килогерц. Люди слышат в звуковом диапазоне от 20 до 20 000 герц или 20 килогерц.
Открытие подробно описано в статье, опубликованной в Интернете 18 декабря, до публикации в журнале Journal of the Acoustical Society of America.
Тюлени Уэдделла (Leptonychotes weddelii), самые южные млекопитающие в мире, процветают под морским льдом континента, используя свои большие зубы для создания отверстий для воздуха. Они могут нырять на глубину до 600 метров в поисках добычи и оставаться под водой в течение 80 минут. Исследователи впервые идентифицировали 34 типа криков тюленя на звуковых частотах в 1982 году, связав звуки с социальными взаимодействиями.
Ведущий автор исследования Пол Чико, приглашенный профессор-исследователь Института экологии и эволюции UO, начал записывать звуковые вокализации тюленей в 2017 году после завершения установки Океанографической обсерватории Мак-Мердо. По его словам, рабочие на станции Мак-Мердо часто засыпали, слушая трансляции звуков тюленей, доносившихся снизу.
«Крики тюленей Уэдделла создают почти невероятный, потусторонний звуковой ландшафт подо льдом», - сказал Чико. «Это действительно звучит так, как будто вы находитесь в эпицентре космической битвы из «Звездных войн», лазерных лучей и всего остального».
В течение следующих двух лет широкополосный цифровой гидрофон обсерватории - более чувствительный, чем оборудование, использовавшееся в предыдущих записях - улавливал высокочастотные звуки во время пассивного наблюдения за тюленями.
«Мы продолжали сталкиваться с этими типами ультразвуковых сигналов в данных», - сказала соавтор Лиза Мангер, морской биолог, изучающая акустику морских млекопитающих и профессиональный инструктор в колледже Кларка с отличием UO. «Наконец-то до нас дошло, что тюлени на самом деле использовали их довольно регулярно».
Девять новых типов звонков состояли из одного или нескольких вокальных элементов, имеющих ультразвуковые основные частоты. Одиннадцать элементов, включая чириканье, свист и трели, были выше 20 кГц. Два превышали 30 кГц, а шесть всегда были выше 21 кГц. Один свист достиг частоты 44,2 кГц, а нисходящие щебетания в другом типе позывного начинались примерно с 49,8 кГц. Гармоники или обертоны некоторых вокализаций превышали 200 кГц.
«Было действительно удивительно, что другие исследователи ранее фактически пропустили часть разговора», - сказал Чико, получивший докторскую степень по эволюционной биологии в UO в 2014 году.
Что означают ультразвуковые вокализации в репертуаре тюленей Уэдделла, неизвестно. Тюлени относятся к 33 видам ластоногих млекопитающих. До сих пор считалось, что ластоногие, к которым также относятся морские львы и моржи, издают звуки только на звуковом уровне.
Может быть, сказал Чико, что тюлени издают звуки просто для того, чтобы «выделиться из всего низкочастотного шума, как будто они переключаются на другой канал для общения».
Или, как отмечают исследователи, ультразвуковые вокализации могут использоваться для эхолокации, биологического гидролокатора, который дельфины, зубатые киты и летучие мыши используют для навигации в условиях ограниченной видимости, чтобы избежать препятствий и найти друзей или добычу.
«Возможность того, что тюлени используют какой-либо вид эхолокации, действительно не принималась во внимание на протяжении многих лет», - сказал Чико.«На самом деле у нас было много жарких дискуссий в нашей группе о том, используют ли тюлени эти ультразвуковые звуки для поведения, подобного эхолокации, и если да, то как».
Неизвестно, как тюлени Уэдделла ориентируются и находят добычу в месяцы почти абсолютной темноты антарктической зимой. Исследование не дает доказательств эхолокации.
«Мы хотели бы знать, кто издает ультразвуковые сигналы - самцы, самки, подростки или все вышеперечисленное», - сказал Мангер. «И как тюлени используют эти звуки, когда находятся на большей глубине в поисках рыбы? Нам нужно записывать в большем количестве мест, чтобы иметь возможность соотносить звуки с поведением».
Ник Сантос из Центра исследований информационных технологий в интересах общества Калифорнийского университета в Мерседе и Джон Терхьюн, почетный профессор Университета Нью-Брансуика в Сент-Джоне, Канада, были соавторами. Сантос спроектировал каналы сбора данных для обсерватории.
Национальный научный фонд в первую очередь поддержал исследование, предоставив грант Чико и Артуру Л. ДеВриз, почетному профессору Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, которые с 1961 года проводят исследования в Антарктиде. Де Врис открыл биологический антифриз, который позволяет рыбе выживать в морской воде при температуре около нуля и чуть ниже нуля.