Наука наконец-то выяснила, с помощью чего слоны испускают низкочастотные звуки, играющие столь важную роль в их социальной жизни.
Фото Bruno Levy / Corbis.
Трубные возгласы слонов — одни из самых громких звуков в живой природе. Но человек слышит далеко не всё, что звучит в слоновьем «пении». Слоны могут издавать низкочастотные звуки в диапазоне от 1 до 20 Гц. Этот инфразвук распространяется на 10 километров. Социальное значение этого низкочастотного канала связи велико. Например, самка-матриарх, стоящая во главе группы, управляет таким образом передвижениями младших слоних. Слонихи-матери инфразвуком оповещают разбредшихся слонят о своём местонахождении, чтобы те знали, куда бежать в случае опасности. Самцы с помощью низкочастотного сигнала во время гона предупреждают потенциальных конкурентов, чтобы те не приближались.
Слоновий ультразвук был открыт в 1980-х. С тех пор зоологи успели много узнать о его коммуникативной функции, но как животные издают его, оставалось тайной. Трудность здесь вполне понятна: к слону не подойдёшь с просьбой сказать «а-а», пока ты будешь обследовать его глотку и гортань эндоскопом. Поэтому работа, выполненная зоологами из Венского университета (Австрия), замечательна именно применённым экспериментальным решением. Учёные вместе со своими коллегами из университетов Германии и США сумели ответить на вопрос, с помощью чего слоны поют ультразвуком.
Тут возможно два решения. Звук может происходить из-за ритмичных сокращений мышц гортани: так, например, мурлычут кошки. Второй способ — пропускание воздуха через голосовые связки. Воздух заставляет связки вибрировать, и этот механизм лежит в основе речи человека. Первый вариант можно сравнить с дверным звонком, который звенит сам, повинуясь электрическому импульсу, второй — с деревянным духовым инструментом, которому необходим поток воздуха.
Чтобы проверить, какой из этих механизмов работает у слона, исследователи использовали гортань, вырезанную у умершего животного. Очевидно, в этом случае механизм «дверного звонка» не сработал бы: для него нужны постоянные нейронные импульсы. Второй же, «духовой» способ учёные сымитировали с помощью воздушного насоса, который качал воздух через голосовые связки в гортани. Подаваемый таким образом воздух нагревался и увлажнялся, как если бы поступал из живого лёгкого. Исследователи сделали видеозапись вибрации голосовых связок и зафиксировали звуки, которые они издавали. Эти звуки сравнили с голосами 470 слонов, записанными в течение четырёх лет.
Оказалось, что инфразвук, полученный искусственным образом с помощью гортани африканского слона, не отличается от низкочастотных звуков, издаваемых живыми слонами.
То есть, как пишут исследователи в журнале Science, механизм, опирающийся на ритмичные сокращения мышц гортани, для получения инфразвука не используется. Звук, получающийся при этом, был бы похож на постоянную ноту, не изменяющуюся до конца сигнала. Но слоновий инфразвук как раз неустойчив и варьируется по частотам, что соответствует работе второго механизма, основанного на потоке воздуха через связки.
