Слоны общаются на расстоянии до 10 км через вибрации в земле и черепе

Слоны могут передавать сообщения друг другу на расстоянии до пяти километров с помощью звуков, распространяющихся по воздуху. Но у них есть и второй способ: сейсмические волны, идущие через землю. Вибрации передаются от ног через кости черепа прямо во внутреннее ухо — это называется костной проводимостью. Такой сигнал воспринимается на дистанции 10 километров и более. Об этом сообщает издание Phys.org.

Исследование, опубликованное в Frontiers in Audiology and Otology, объяснило, почему костная проводимость так эффективна у слонов. Дело в размере и особой мышце. «Слуховые устройства в ушном канале, например AirPods, бывают раздражающими, потому что мы слышим звуки собственного тела громче обычного — когда ходим или жуём, — рассказал старший автор доктор Сунил Пуриа, доцент кафедры отоларингологии Гарвардской медицинской школы и Massachusetts Eye and Ear. — Слоны же могут использовать способность закрывать ушной канал себе на пользу при дальней связи. Мы обнаружили, что костная проводимость у слонов значительно улучшена за счёт более крупных структур среднего уха и, возможно, дополнительно усиливается произвольным закрытием ушного канала».

Учёные использовали височные кости — часть черепа, в которой находятся среднее и внутреннее ухо. Образцы взяли у умерших слонов и людей-доноров. Кости прикрепили к устройству, создающему вибрации, имитирующие прохождение звука через тело в череп. Лазерный луч измерял, насколько смещаются крошечные отражающие маркеры на косточках среднего уха в ответ на низко- и высокочастотную стимуляцию. Ушной канал закрывали мягкой пенопластовой заглушкой.

Кости среднего уха слонов вибрировали наиболее эффективно на частоте около 400 Гц, у человека — около 1,2 кГц. На более низких частотах стремечко — маленькая косточка, передающая вибрации во внутреннее ухо, — у слонов двигалось в три-четыре раза сильнее, чем у человека. Большее движение означает, что больше вибраций передаётся в улитку — часть уха, где колебания превращаются в нервные сигналы.

Причина повышенной чувствительности слонов к низким частотам — анатомическая. Их косточки среднего уха в девять раз тяжелее, а барабанные перепонки в семь раз больше человеческих. У большинства млекопитающих размер органов пропорционален размеру тела. «Из-за размера ушей слоны могут лучше передавать низкочастотные звуки в улитку. Специализация заключается в том, что улитка адаптируется к этому большему входному сигналу и генерирует нейронные реакции, которые мозг может использовать для коммуникации», — пояснил Пуриа.

Способность слонов произвольно закрывать ушной канал — которой у человека нет — может дополнительно улучшить их низкочастотный слух. Авторы предположили, что при прослушивании низких частот около 200 Гц и ниже слоны сокращают мышцу, закрывающую ушной канал, достигая эффекта, сходного с вставлением берушей. «Слоны издают инфразвуковые вокализации в диапазоне 10–20 Гц, — отметила первый автор доктор Кейтлин О’Коннелл-Родвелл, ранее преподаватель кафедры отоларингологии Гарвардской медицинской школы. — По нашим оценкам, способность закрывать ушной канал может усиливать костную проводимость до 30 раз при прослушивании этих инфразвуковых частот», — добавил Пуриа.

Исследователи указали, что из-за длительного процесса получения и подготовки образцов улитка была лишена жидкости, что могло привести к занижению результатов. Слоновьи ткани трудно достать, поэтому количество образцов было ограничено. «Нет более величественных созданий, чем слоны, — заключил Пуриа. — Их поведенческие особенности можно лучше понять через их слуховые способности. Нам нужны более точные данные об абсолютной слуховой чувствительности на разных частотах при воздушной и костной проводимости. Мы пытались это сделать и поняли, что это легче сказать, чем сделать».