Слони, окрім гучних трубних звуків, спілкуються між собою за допомогою сейсмічних хвиль, які поширюються землею. Вібрації від їхніх кроків проходять через ступні, ноги та кістки черепа до внутрішнього вуха. Цей механізм, відомий як кісткова провідність, дозволяє слонам вловлювати сигнали від родичів на відстані до 10 кілометрів і більше.
Дослідження, опубліковане у виданні Frontiers in Audiology and Otology, пояснює, чому цей спосіб спілкування у слонів настільки ефективний. Причина криється в їхніх розмірах та наявності особливого м’яза.
«Коли ми чуємо власні кроки чи жування гучніше, ніж зазвичай, це може бути подібним до відчуття від вакуумних навушників», — зазначає доктор Суніл Пурія з Гарвардської медичної школи. — «Але слони, схоже, навчилися використовувати цю особливість для спілкування на великих відстанях. Ми виявили, що їхня здатність чути через кістки значно посилюється завдяки масивнішим структурам середнього вуха, а також, можливо, завдяки вмінню свідомо перекривати слуховий прохід».
Вібруючі кістки
Для дослідження вчені використовували скроневі кістки (частина черепа, де розташовані середнє та внутрішнє вухо) від померлих слонів та людей-донорів. Кістки під’єднали до пристрою, що імітував звукові вібрації, які передаються через тіло до черепа. За допомогою лазерного променя, спрямованого на світловідбивальні маркери на кісточках середнього вуха, фіксували їхні мікрорухи у відповідь на низько- та високочастотні коливання. Слуховий прохід закривали пінною заглушкою для чистоти експерименту.
Кісточки середнього вуха слона найефективніше вібрували на частоті близько 400 Гц, тоді як людські — на 1,2 кГц. На нижчих частотах стремінце (кісточка, що передає вібрації у внутрішнє вухо) у слона рухалося втричі-вчетверо інтенсивніше, ніж у людини. Це означає, що до завитки (частини вуха, де вібрації перетворюються на нервові імпульси) надходить більше інформації.
Попередні дослідження показали, що слони краще за людей сприймають низькочастотні звуки з повітря. Отже, цілком логічно, що вони так само точно вловлюють земні вібрації на низьких частотах.
«Ми давно підозрювали це, спостерігаючи за їхньою поведінкою в дикій природі та реакціями на вібрації. Але отримати наукове підтвердження такої фантастичної здатності чути через кісткову провідність було надзвичайно приємно», — говорить перша авторка дослідження, докторка Кейтлін О’Коннелл-Родвелл.
Гострий слух гігантів
Надчутливість до низьких частот пояснюється анатомією: кісточки середнього вуха слона в дев’ять разів важчі за людські, а барабанні перетинки — в сім разів більші. Середнє вухо слона просто гігантське порівняно з людським, що дозволяє якісно передавати низькочастотні звуки до завитки.
«Саме розмір вуха дозволяє слонам так якісно передавати низькочастотні звуки до завитки», — пояснює доктор Пурія. — «Але справжня унікальність полягає в тому, як завитка адаптувалася до такого потужного потоку даних, генеруючи нервові імпульси, які мозок використовує для повноцінного спілкування».
Додатковою особливістю є здатність слонів свідомо закривати слухові проходи. Автори дослідження припускають, що коли слон прислухається до низьких частот (близько 200 Гц або нижче), він скорочує спеціальний м’яз, який перекриває вушний канал, подібно до того, якби людина одягла щільні беруші.
«Слони спілкуються за допомогою інфразвукових вокалізацій у діапазоні від 10 до 20 Гц», — зазначає 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», — додає Пурія. — «Точне покращення чутливості залежить від того, наскільки щільно м’яз блокує слуховий прохід».
Це дослідження відкриває нові перспективи розуміння сприйняття світу слонами. Вчені визнають, що результати можуть бути дещо заниженими, оскільки під час підготовки до експерименту із завитки видалили рідину, що могло вплинути на показники. Крім того, отримання тканин слонів є складним завданням, тому кількість зразків була обмеженою.