Как плавательный пузырь влияет на слух цихлид?

У костистых рыб плавательный пузырь в первую очередь обеспечивает плавучесть. Кроме того, у многих видов он выполняет акустические функции: участвует в генерации звука и различными способами улучшает слух. Биологи под руководством Фридриха Ладиха из Венского университета впервые исследовали различия в морфологии плавательного пузыря у рыб цихлид и то, как это влияет на их слух. Результаты опубликованы в авторитетном журнале PLOS ONE.

«Звуковые колебания передаются во внутреннее ухо через передние выросты плавательного пузыря или через костные слуховые косточки», — объясняет биолог Таня Шульц-Мирбах, как плавательный пузырь может участвовать в слухе. Чувствительность слуха при этом значительно улучшается. У специализированных видов рыб передняя часть плавательного пузыря функционирует подобно барабанной перепонке. До сих пор влияние различных морфологий плавательного пузыря у цихлид не исследовалось подробно. Поведенческие биологи Таня Шульц-Мирбах и Фридрих Ладих, а также Брайан Метшер из отдела теоретической биологии Венского университета изучили взаимосвязь между формой плавательного пузыря и его функцией. «Эти рыбы идеально подходят для такого исследования, потому что это семейство обладает большим разнообразием плавательных пузырей — от крошечных редуцированных до крупных высокоспециализированных с выростами, доходящими до внутреннего уха», — поясняет биоакустик Таня Шульц-Мирбах.

В настоящее время известно около 1300 видов цихлид, обитающих в различных средах. «С помощью микротомографических методов в сотрудничестве с Брайаном Метшером мы смогли детально реконструировать специализации плавательного пузыря», — говорит Таня Шульц-Мирбах. У некоторых видов цихлид, таких как донный Steatocranus tinanti, обитающий в быстрых водах бассейна реки Конго, плавательный пузырь сильно редуцирован. Цихлиды, живущие в спокойных водах, имеют крупные пузыри, которые либо не связаны с внутренним ухом (как у Hemichromis guttatus), либо имеют передние выросты, приближающие пузырь к внутреннему уху. У мадагаскарского вида Paratilapia polleni простые трубчатые выросты, а у индийской цихлиды Etroplus maculatus — более сложные, состоящие из заполненной газом трубки и тканевой подушечки, которая касается внутреннего уха.

Биологи в биоакустической лаборатории Фридриха Ладиха измерили слух, регистрируя акустически вызванные потенциалы (аналогично ЭЭГ) с головы животных неинвазивным методом. «Мы смогли показать, что виды со специализированными плавательными пузырями обнаруживают более высокие звуковые частоты и более низкие уровни звука, чем виды с редуцированными пузырями», — объясняет Шульц-Мирбах. Однако цихлида Hemichromis guttatus, у которой большой плавательный пузырь, но нет связи с внутренним ухом, также способна обнаруживать частоты до 3 кГц, но только при более высоких уровнях звука. «Это означает, что наличие передних выростов плавательного пузыря приводит к лучшему слуху, но размер пузыря также важен», — поясняет Шульц-Мирбах. Она продолжит исследовать влияние шума среды обитания на развитие слуха и то, влияют ли специализации плавательного пузыря на анатомию внутреннего уха.