Немецкие ученые изучили Danionella cerebrum — небольшой вид рыб длиной около 12 миллиметров. И выяснили, как эта крошка способна издавать звуки более 140 децибел.
Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка семейства карповых, вид которой открыли всего пару лет назад. До этого полагали, что Danionella cerebrum относится к другому виду — Danionella translucida из-за внешнего сходства и похожего ареала. И тот, и другой вид водится в Мьянме, в мелких ручейках и мутных водоемах.
Внешне Danionella cerebrum ничем не примечательна, но это обманчиво. Дело в том, что данионелла способна издавать звуки мощностью более 140 децибел на расстоянии длины своего тела — от 10 до 12 миллиметров. Это сравнимо с шумом взлетающего самолета, который воспринимает человек, стоящий на расстоянии ста метров от него. Для столь миниатюрных существ это явление весьма нетипично.
Ученые из Центра нейробиологии имени Эйнштейна из Университетской клиники Шарите в Берлине (Германия) изучили рыбку, использовав при этом комбинацию высокоскоростного видео, микрокомпьютерной томографии и анализ экспрессии генов. Свои выводы они представили в журнале PNAS.
Исследователи помещали по три-четыре рыбки (включая по крайней мере одного самца) в небольшой аквариум, освещенный сверху и сбоку инфракрасным светодиодом. Импульсы, производимые рыбами, записывались на высокой скорости с частотой кадров от двух до восьми тысяч в секунду.
Выяснилось, что самцы Danionella cerebrum обладают уникальным звуковоспроизводящим аппаратом. Он состоит из барабанного хряща, специального ребра и мышцы, которая устойчива к переутомлению.
При помощи этой мышцы для натяжения хряща тот ускоряется с силой более 2000 g и ударяет по плавательному пузырю, создавая быстрый и громкий импульс. Соединяясь вместе, импульсы преобразуются в сигналы. Ученые считают, что такие звуки рыбы используют для внутривидового общения, поскольку самые «громкие» самцы эффективно подавляют звуки их менее шумных товарищей.
Результаты исследования бросают вызов общепринятому представлению о том, что скорость движения скелета у позвоночных ограничена движением мышц. «Понимание экстраординарной адаптации Danionella cerebrum расширяет наши знания о передвижении животных и подчеркивает поразительное разнообразие двигательных механизмов у разных видов. Это способствует более широкому пониманию эволюционной биологии и биомеханики», — рассказали ученые.
Исследователи надеются изучить и то, как издают звуки другие виды данионелл, чтобы понять, как различается их механизм производства звуков и как эти различия связаны с эволюционной адаптацией. А поскольку эти виды рыб обладают бесценным качеством для модельного организма — прозрачностью, ученые считают, что они могут предоставить уникальную возможность сравнить нервные механизмы, лежащие в основе генерации звука у разных видов.
Интересно, что только самцы этого вида могут издавать этот звук барабанов. Ученые до сих пор не знают, почему так происходит, ведь у самцов ребра тверже, чем у самок. И хотя они также не уверены, почему эти крошечные рыбки издают такие громкие звуки, есть несколько теорий. Исследователи считают, что это может быть либо способом помочь им ориентироваться в мутной воде, либо защитным механизмом для отпугивания потенциальных хищников.
«Мы предполагаем, что конкуренция между самцами в этой визуально ограниченной среде способствовала развитию особого механизма акустической коммуникации», — делится доктор Ральф Бритц, ведущий автор этого исследования и глава отдела ихтиологии коллекций естественной истории Зенкенберга в Дрездене. (Он также был частью команды, которая обнаружила этот вид в 2021 году.)
Однако Danionella cerebrum — далеко не единственное морское существо, обладающее способностью издавать невероятные звуки. Креветки, например, способны издавать хлопающие звуки своими клешнями, которые могут достигать 218 децибел. Этот звук настолько громкий, что может создать ударную волну, достаточно сильную, чтобы мгновенно убить свою добычу.
Пример звука, который издает Danionella cerebrum, можно посмотреть на видео ниже.
