Нове дослідження розкриває дивовижний механізм спілкування слонів через ноги

Коли ми думаємо про спілкування слонів, на думку одразу спадають гучні трубні звуки. Але ці величні тварини мають ще один, куди більш таємничий спосіб передачі сигналів — сейсмічні хвилі, що мандрують самою землею. Вібрації від кроків проходять через ступні слона, піднімаються його масивними ногами й через кістки черепа потрапляють прямісінько у внутрішнє вухо. Ця здатність, відома як кісткова провідність, дозволяє їм вловлювати повідомлення від сородичів на колосальних відстанях — 10 кілометрів і більше.

Нещодавно дослідження, опубліковане у виданні Frontiers in Audiology and Otology, нарешті пролило світло на те, чому цей механізм працює у слонів настільки бездоганно. Як виявилося, вся справа в їхніх габаритах та одному особливому м'язі.

«Усі ми знаємо, як іноді дратують вакуумні навушники AirPods, коли ми чуємо власні кроки чи жування значно гучніше, ніж зазвичай», — ділиться старший автор дослідження, доктор Суніл Пурія з Гарвардської медичної школи. — «Але слони, схоже, навчилися використовувати цю анатомічну особливість на свою користь для спілкування на великих відстанях. Ми виявили, що їхня здатність чути через кістки значно підсилюється завдяки масивнішим структурам середнього вуха. А ще — і це вражає найбільше — можливо, завдяки вмінню свідомо перекривати слуховий прохід».

Вібруючі кістки

Щоб зрозуміти, як це працює, науковці використовували скроневі кістки — ту частину черепа, де ховаються середнє та внутрішнє вухо (зразки отримали від померлих слонів та людей-донорів). Команда під'єднала ці кістки до спеціального пристрою, який імітував звукові вібрації, що проходять крізь тіло до черепа. Спрямувавши лазерний промінь на крихітні світловідбивальні маркери, розміщені на кісточках середнього вуха, вчені фіксували кожен їхній мікрорух у відповідь на низько— та високочастотні коливання. Для максимальної чистоти експерименту слуховий прохід перекривали м'якою пінною заглушкою.

Результати виявилися приголомшливими. Кісточки середнього вуха слона найефективніше вібрували на частоті близько 400 Гц, тоді як людські «налаштовані» на 1,2 кГц. На нижчих частотах стремінце слона (та сама крихітна кісточка, що передає вібрації у внутрішнє вухо) рухалося в три-чотири рази інтенсивніше, ніж у людини. І хоча більша амплітуда рухів не означає автоматично кращий слух, вона гарантує, що до завитки — тієї частини вуха, де вібрації перетворюються на нервові імпульси — доходить значно більше інформації.

Попередні дослідження вже доводили, що слони набагато краще за нас сприймають низькочастотні звуки з повітря. Тож цілком логічно, що і земні вібрації на низьких частотах вони вловлюють з такою ж неперевершеною точністю.

«Ми давно підозрювали це, спостерігаючи за їхньою поведінкою в дикій природі та емоційними реакціями на вібрації. Але отримати наукове підтвердження того, що слони володіють таким фантастичним слухом через кісткову провідність, було неймовірно приємно», — зізнається перша авторка дослідження, докторка Кейтлін О'Коннелл-Родвелл.

Гострий слух гігантів

Секрет такої надчутливості до низьких частот, найімовірніше, криється у простій анатомії. Кісточки середнього вуха слона в дев'ять разів важчі за наші, а барабанні перетинки — в сім разів більші! Оскільки у більшості ссавців розмір органів пропорційний розміру тіла, виходить, що середнє вухо слона не є якимось структурним феноменом порівняно з людським — воно просто гігантське.

«Саме завдяки розмірам вуха слони можуть настільки якісно передавати низькочастотні звуки до завитки», — пояснює доктор Пурія. — «Справжня ж унікальність полягає в тому, як саме ця завитка адаптувалася до такого потужного потоку даних, генеруючи нервові імпульси, які мозок зчитує та використовує для повноцінного спілкування».

Але є ще одна деталь, яка робить їхній слух справді супергеройським — здатність свідомо закривати слухові проходи (те, чого ми на жаль, не вміємо). Автори дослідження припускають: коли слон прислухається до низьких частот (близько 200 Гц або нижче), він скорочує спеціальний м'яз, який перекриває вушний канал. Ефект виходить такий самий, якби ми з вами одягли щільні беруші.

«Аби ви розуміли контекст: слони спілкуються за допомогою інфразвукових вокалізацій у неймовірно низькому діапазоні від 10 до 20 Гц», — зауважує О'Коннелл-Родвелл.

«За нашими підрахунками, ця здатність "затикати вуха" може покращити їхнє сприйняття звуків через кістку аж у 30 разів саме на цих інфразвукових частотах», — захоплено додає Пурія. — «Хоча, звісно, точне покращення чутливості залежатиме від того, наскільки щільно м'яз блокує об'єм слухового проходу».

Це дослідження лише прочиняє двері у захопливий світ того, як ці тварини сприймають реальність. Команда визнає, що їхні результати можуть бути навіть дещо заниженими: через складний і тривалий процес підготовки із завитки довелося видалити рідину, що могло вплинути на показники. До того ж, отримати тканини слонів вкрай складно, тому кількість зразків була вельми обмеженою.