Спілкування слонів часто асоціюється з гучними звуками. Проте ці величні тварини мають ще один, більш прихований спосіб передачі сигналів – сейсмічні хвилі, що поширюються землею. Вібрації від кроків проходять через ступні слона, піднімаються його масивними ногами та через кістки черепа потрапляють безпосередньо у внутрішнє вухо. Ця здатність, відома як кісткова провідність, дозволяє їм сприймати повідомлення від родичів на значних відстанях – 10 кілометрів і більше.
Нещодавнє дослідження, опубліковане у виданні Frontiers in Audiology and Otology, розкриває, чому цей механізм у слонів працює настільки ефективно. Виявилося, що ключову роль відіграють їхні розміри та один особливий м’яз.
«Ми знаємо, як може дратувати гучність власних кроків або жування під час використання навушників AirPods», — зазначає старший автор дослідження, доктор Суніл Пурія з Гарвардської медичної школи. — «Слони ж, схоже, навчилися використовувати цю анатомічну особливість для спілкування на великі відстані. Ми встановили, що їхня здатність чути через кістки значно посилюється завдяки більшим структурам середнього вуха. А також, що вражає найбільше, — можливо, завдяки вмінню свідомо перекривати слуховий прохід».
Вібруючі кістки
Для вивчення цього механізму науковці досліджували скроневі кістки — частини черепа, де розташовані середнє та внутрішнє вухо. Зразки були отримані від померлих слонів та людей-донорів. Кістки під’єднали до пристрою, що імітував звукові вібрації, які проходять через тіло до черепа. Використовуючи лазерний промінь та світловідбивальні маркери на кісточках середнього вуха, вчені фіксували їхні мікрорухи у відповідь на низько- та високочастотні коливання. Для забезпечення чистоти експерименту слуховий прохід перекривали м’якою пінною заглушкою.
Результати дослідження виявилися значними. Кісточки середнього вуха слона найефективніше вібрували на частоті приблизно 400 Гц, тоді як людські органи слуху реагують на 1,2 кГц. На нижчих частотах стремінце слона (кісточка, що передає вібрації у внутрішнє вухо) рухалося втричі-вчетверо інтенсивніше, ніж у людини. Хоча більша амплітуда рухів не завжди означає кращий слух, вона забезпечує надходження більшого обсягу інформації до завитки — частини вуха, де вібрації перетворюються на нервові імпульси.
Попередні дослідження вже показали, що слони краще за людей сприймають низькочастотні звуки з повітря. Тому цілком логічно, що земні вібрації на низьких частотах вони також вловлюють з високою точністю.
«Ми давно підозрювали це, спостерігаючи за їхньою поведінкою в дикій природі та емоційними реакціями на вібрації. Отримати наукове підтвердження того, що слони мають такий чудовий слух через кісткову провідність, було надзвичайно приємно», — ділиться перша авторка дослідження, докторка Кейтлін О’Коннелл-Родвелл.
Гострий слух гігантів
Надчутливість до низьких частот, найімовірніше, пояснюється простою анатомією. Кісточки середнього вуха слона приблизно в дев’ять разів важчі за людські, а барабанні перетинки — в сім разів більші. Оскільки у більшості ссавців розмір органів пропорційний розміру тіла, середнє вухо слона є просто гігантським порівняно з людським.
«Саме завдяки розмірам вуха слони можуть якісно передавати низькочастотні звуки до завитки», — пояснює доктор Пурія. — «Справжня унікальність полягає в тому, як завитка адаптувалася до такого потужного потоку даних, генеруючи нервові імпульси, які мозок інтерпретує для повноцінного спілкування».
Додатковою особливістю їхнього слуху є здатність свідомо закривати слухові проходи, чого людина не може. Автори дослідження припускають, що коли слон прислухається до низьких частот (близько 200 Гц або нижче), він скорочує спеціальний м’яз, який перекриває вушний канал. Це створює ефект, подібний до використання щільних берушів.
«Слони спілкуються за допомогою інфразвукових вокалізацій у діапазоні від 10 до 20 Гц», — зазначає О’Коннелл-Родвелл.
«За нашими оцінками, ця здатність «затикати вуха» може покращити сприйняття звуків через кістку до 30 разів саме на цих інфразвукових частотах», — додає Пурія. — «Однак точне покращення чутливості залежатиме від того, наскільки щільно м’яз блокує об’єм слухового проходу».
Це дослідження відкриває нові перспективи у розумінні того, як слони сприймають навколишній світ. Команда визнає, що їхні результати можуть бути дещо заниженими через складний процес підготовки зразків, під час якого із завитки було видалено рідину, що могло вплинути на показники. До того ж, отримання тканин слонів є складним завданням, що обмежувало кількість використаних зразків.
Джерело: ukr.media