Зубчатые киты ловят пищу на глубине, используя вокальный фри-регистр
Дельфины и другие зубатые киты — крупные хищники с большим мозгом, которые охотятся на глубине до 2 км в полной темноте с помощью эхолокации. Новое исследование в журнале Science раскрывает, как эти животные производят свои богатые звуковые репертуары.
Три вокальных регистра, как у человека
Исследование под руководством профессоров Койна Элеманса (Университет Южной Дании) и Питера Мадсена (Орхусский университет) показало, что зубатые киты, подобно людям, используют как минимум три голосовых регистра:
- Вокальный фри (creaky voice, самый низкий тон)
- Грудной регистр (нормальный голос)
- Фальцет (самые высокие частоты)
Именно вокальный фри-регистр киты используют для генерации эхолокационных щелчков при охоте.
Экономия воздуха — ключ к успеху
- При фри-регистре голосовые связки открыты очень недолго, что требует минимума дыхательного воздуха.
- Это критически важно для глубоких погружений, где весь воздух сжимается до малой доли своего поверхностного объема.
- Используя этот регистр, киты производят до 700 ультразвуковых щелчков в секунду, чтобы находить и ловить добычу на глубине.
- «Вокальный фри позволил китам получить доступ к богатейшим пищевым нишам на Земле — глубинам океана», — говорит Питер Мадсен.
Эволюция звуковой системы в носу
В отличие от других млекопитающих, зубатые киты производят звуки не гортанью, а носовой системой:
- Эволюция переместила источник звука из трахеи в нос, что позволило создавать давление в 5 раз выше, чем у трубача, без повреждения тканей лёгких.
- На глубине свыше 100 м лёгкие кита спадаются, и воздух для звукоизвлечения остаётся только в носовых проходах черепа. Этого небольшого объёма достаточно для эхолокации даже на 2000 метрах.
- При эхолокации киты пропускают сжатый воздух через вибрирующие фонические губы (аналоги человеческих голосовых связок). Звуковые волны передаются через череп в переднюю часть головы.
Социальные звуки и культурная передача
Для сложной социальной коммуникации киты используют грудной регистр и фальцет.
- Некоторые виды, такие как косатки и гриндые киты, издают сложные звуки, которые изучаются и передаются культурно, подобно человеческим диалектам.
Методология исследования
Учёные снимали фонические губы с помощью высокоскоростной видеоэндоскопии. Данные собирали как с обученных дельфинов, так и со свободно плавающих животных, помеченных специальными датчиками. Работа над методиками, сбором и анализом данных заняла около 10 лет.