Беззубые киты используют кости в качестве «слухового аппарата»

Некоторые виды беззубых китов выработали оригинальный способ улучить остроту слуха и эхолокационного «зрения» — они научились использовать кости черепа в качестве своеобразного «слухового аппарата», усиливающего звуки океана, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One. Ученые совершили это открытие, пытаясь оценить то, как различные шумы, порождаемые деятельностью человека в океане, влияют на жизнь и здоровье беззубых китов.

«Мы испытываем нечто подобное, когда мы ныряем под воду в бассейне. Наши уши не работают под водой, но мы все равно что-то слышим благодаря тому, что наша голова трясется вперед-назад под действием волн звука, которые переносит вода», — заявил Петр Крысль (Petr Krysl) из университета Сан-Диего (США).

Как объясняют исследователи, беззубые киты используют различные низкочастотные звуки для поиска добычи, общения друг с другом и для ориентации в пространстве. Подобные звуковые волны распространяются на достаточно далекое расстояние и медленно затухают. Поэтому «загрязнение» океана похожими звуками, которые вырабатываются моторами лодок или бурильными установками, может крайне негативно сказываться на способности китов находить пищу и партнера для спаривания.

Большая часть беззубых китов находится сегодня под угрозой вымирания, из-за чего экологические службы многих прибрежных стран и ученые сегодня пытаются понять, следует ли вводить ограничения на уровень шума в тех районах, где живут крупные популяции китов. Найти ответ на этот вопрос пока достаточно сложно, так как мы, образно выражаясь, не можем спросить у китов, насколько им мешает жить тот шум, который вырабатывает человечество.


Крысль и его коллеги попытались решить эту проблему с инженерной точки зрения — они не стали изучать структуру ушей кита или анализировать те звуки, которые он издает, а решили создать полноценную виртуальную копию всей головы животного, вместе со всеми мягкими тканями, кожей и костями.

Шанс сделать это представился ученым в 2003 году, когда они стали свидетелями смерти кита, выброшенного на берег Калифорнии в 2003 году. Когда животное погибло, ученым удалось выпросить у местных экологов голову морского гиганта и просветить ее в рентгеновском 3D-сканере, который обычно используется для диагностики ракетных двигателей.

Получив точный трехмерный слепок головы в виртуальной реальности, авторы статьи начали разбирать ее, как они сами выражаются, на «кубики ЛЕГО» при помощи сложных математических алгоритмов. Это очень трудоемкий и длительный процесс, требующий тысяч часов работы суперкомпьютера, на завершение которого у калифорнийских ученых ушло несколько лет. В конечном итоге им удалось разделить голову на составляющие и изучить акустические свойства каждой из них.

Когда ученые начали проверять, как различные звуковые волны будут взаимодействовать с ушами кита, они натолкнулись на удивительную вещь. При достаточно низких частотах волн, кит слышал звук не ушами, а костями черепа, которые начинали резонировать и усиливать звук. В некоторых случаях, к примеру, при частотах в 10-130 герц, на которых общаются киты, звук усиливался костями в 10 и более раз.

Как считают авторы статьи, собранные ими данные должны помочь экологическим службам и властям прибрежных стран Земли сформулировать нормы по максимальному уровню шума, который могут выдержать животные. Сами ученые планируют в ближайшее время изучить структуру черепа других видов китов и прочих обитателей моря, в том числе дельфинов. Это поможет понять, нуждаются ли они в подобной защите.