Для общения друг с другом на большом расстоянии слоны используют не только звуки, передаваемые по воздуху, но и вибрацию почвы. Новое исследование показало, что крупные кости среднего уха слонов отлично приспособлены к передаче низкочастотных вибраций от ног во внутреннее ухо. Дополнительно улучшает остроту такого «костного» слуха способность слонов произвольно закрывать слуховой канал.
Издавая звуки, распространяющиеся по воздуху, слоны могут общаться друг с другом на расстоянии до пяти километров. Однако у них есть и второй способ передачи сигналов: слоны топают по земле, создавая тем самым сейсмические волны.
Эти вибрации достигают адресатов, после чего передаются от подошв их ног через кости конечностей и в итоге через кости черепа непосредственно во внутреннее ухо. Такие сигналы слоны могут воспринимать на расстоянии 10 километров и более от их источника. Подобная способность называется «слух через костную проводимость».
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Audiology and Otology, выяснили, за счет чего слоны настолько хорошо слышат через костную проводимость. Оказалось, что их уши гораздо чувствительнее к низкочастотным вибрациям, распространяющимся по костям, чем человеческие уши. Эта чувствительность обусловлена анатомией слонов: их большие, тяжелые кости среднего уха способны чрезвычайно эффективно передавать низкочастотные звуки во внутреннее ухо.
Исследователи провели серию экспериментов, используя образцы височных костей — части черепа, в которой расположено среднее и внутреннее ухо, — слона и человека. Кости прикрепили к специальному устройству. Оно создавало вибрации, имитирующие звуки, которые распространяются по телу и приходят в череп.
С помощью направленного лазерного луча устройство измеряло, насколько смещались крошечные светоотражающие маркеры, размещенные на костях среднего уха, в ответ на низко- и высокочастотные вибрации.
Кости среднего уха слонов вибрировали наиболее эффективно на частоте около 0,4 килогерца, тогда как кости человека — на частоте примерно 1,2 килогерца. На более низких частотах у слонов стремечко — небольшая косточка среднего уха, передающая вибрации во внутреннее ухо — двигалось в три-четыре раза больше, чем стремечко человека. Большая подвижность стремечка означает, что больше вибраций передается в улитку — часть уха, где звуковые волны преобразуются в нервные сигналы.
Кости среднего уха у слонов в девять раз тяжелее, а барабанные перепонки в семь раз больше, чем у людей.
«Благодаря размеру этих костей у слонов низкочастотные звуки лучше передаются в улитку. При этом улитка адаптировалась к большему входному сигналу и генерации нейронных ответов, которые мозг может использовать и интерпретировать для коммуникации», — объяснил ведущий автор исследования Сунил Пуриа, доцент кафедры отоларингологии Гарвардской медицинской школы.
Еще больше улучшает и без того превосходный слоновий слух на низких частотах отсутствующая у людей способность произвольно закрывать слуховые каналы, выяснили исследователи. Когда частота вибраций ниже 200 герц, слоны могут сокращать специальную мышцу: она закрывает слуховой канал, достигая эффекта, аналогичного тому, который человек испытывает, вставляя беруши или внутриканальные наушники, — звуки, издаваемые телом, становятся громче.
По оценкам Пуриа и его коллег, способность слонов закрывать слуховые каналы может до 30 раз улучшать остроту их слуха через костную проводимость.
По информации https://naked-science.ru/article/biology/uchenye-vyyasnili-kak-slo
