Громче дельфинов, точнее часов: как кашалоты общаются на расстоянии 70 километров

У кашалотов обнаружен уникальный механизм генерации ритмичных сигналов с интервалами 2–9 секунд, распространяющихся на площадь более 10 000 квадратных километров.

Это самый эффективный способ коммуникации среди морских млекопитающих.

Самый громкий сигнал в животном мире. Иллюстрация: ECOportal.su / ИИ

Основные выводы исследования

• Самцы кашалотов производят самые громкие коммуникационные сигналы в животном мире с уровнем более 200 децибел
• Медленные щелчки кашалотов распространяются на расстояние до 70 километров благодаря низкой частоте 3–4 кГц
• Кашалоты демонстрируют уникальную ритмичность сигналов с интервалами от 2 до 9 секунд, что в 10 раз медленнее других млекопитающих
• Зона акустической доступности медленных щелчков охватывает более 10 000 квадратных километров океана

Исследование показало, что кашалоты обладают уникальной системой коммуникации, превосходящей по дальности и точности все известные в животном мире аналоги.

Самцы кашалотов (Physeter macrocephalus) обладают самым крупным звукопроизводящим аппаратом в животном мире — их носовой комплекс занимает треть длины тела и весит более 5 тонн. Международная команда исследователей из Дании, Италии, Великобритании и США решила разгадать функцию одного из самых загадочных сигналов этих животных — так называемых «медленных щелчков» (slow clicks), которые производят исключительно взрослые самцы.

Для этого учёные совместили измерения акустических параметров щелчков с моделированием распространения звука в океане и ритмическим анализом более полутора тысяч звуковых сигналов, записанных в разных точках планеты — у Сейшельских островов, в Норвегии, Шри‑Ланке и Шотландии.

Самый громкий коммуникационный сигнал среди млекопитающих

Результаты показали, что медленные щелчки достигают уровня источника звука более 200 децибел (относительно 1 мкПа, пик‑пик на расстоянии 1 метра) — это выше, чем у любого другого коммуникационного сигнала в животном мире, включая свист дельфинов и низкочастотные крики синих и финвалов. Благодаря такой мощности и низкой частоте (около 3–4 кГц) звук способен распространяться в глубоких водах океана на расстояние до 70 километров — это в 1–2 порядка дальше, чем у других сигналов зубатых китов, включая кодовые щелчки (codas), которыми кашалоты обмениваются в социальных группах на дистанции менее 4 километров.

По оценке авторов, зона акустической доступности медленных щелчков охватывает область более 10 000 квадратных километров океана — только самцы способны обмениваться такими сигналами друг с другом на столь значительном расстоянии.

Ритм точнее метронома

Ключевым открытием стала экстремальная ритмичность этих сигналов. Интервалы между щелчками составляют от 2 до 9 секунд, и статистический анализ показал, что кашалоты выстраивают их по принципу изохронии — то есть с почти одинаковыми промежутками времени либо кратными друг другу в простых соотношениях 1:2 и 2:1. Медиана распределения ритмических соотношений оказалась равна 0,501 — это практически идеальная изохрония.

Для сравнения, типичная частота ритмичной коммуникации у животных составляет 1 герц и выше и обеспечивается нейронными и биомеханическими осцилляторами. Медленные щелчки кашалотов на порядок медленнее.

Как отмечают авторы работы, «производство медленных щелчков у кашалотов — это низкоэнтропийный, дальнодействующий коммуникационный сигнал, который может обеспечивать честную демонстрацию через поддержание ритма для удалённых получателей».

Как киты удерживают столь медленный ритм?

Механизм, позволяющий кашалотам поддерживать столь точную и медленную периодичность, пока остаётся загадкой. Известные у млекопитающих нейронные системы обычно теряют точность при интервалах свыше одной секунды. Авторы предлагают две возможные гипотезы:

• Внутренний источник — интероцептивное восприятие сердечного ритма, который у ныряющих кашалотов может замедляться примерно до 0,1 герца, что совпадает с частотой медленных щелчков.
• Внешний источник — отражения звука от морского дна и поверхности воды. Кит, ориентируясь на возвращающееся эхо предыдущего щелчка, может использовать его как метроном для точного воспроизведения следующего сигнала.

Функциональное назначение самого ритма также остаётся предметом дискуссии. Исследователи допускают, что стабильные интервалы могут передавать информацию о размере, зрелости или доминантном статусе самца, а сама ритмичность помогает выделить сигнал на фоне океанического шума и однозначно распознать его на большом расстоянии, несмотря на искажения при многолучевом распространении звука.

Подтвердить коммуникационную функцию медленных щелчков окончательно смогут только эксперименты с проигрыванием записанных сигналов кашалотам в естественной среде — такие исследования авторы называют следующим шагом в изучении этого явления.

Источник: ecoportal.su