Неожиданные слуховые способности бакланов
Многие водные животные, такие как лягушки и черепахи, проводят большую часть жизни под водой и адаптировались к этому различными способами, один из которых — отличный слух под водой.
Новое исследование показывает, что то же самое справедливо и для ныряющей птицы — большого баклана.
Это удивительно, потому что большой баклан проводит большую часть времени вне воды. Это первый случай, когда мы видим такие обширные слуховые адаптации у животного, которое не проводит большую часть времени под водой, — говорит биолог Якоб Кристенсен-Дальсгаард из Университета Южной Дании.
Человеческий шум — проблема для морских животных
Исследователи всё больше внимания уделяют условиям жизни животных, обитающих в океанах или рядом с ними.
Океаны больше не являются тихой средой обитания, какой были раньше. Человеческая деятельность создаёт шум — например, судоходство, рыболовство и строительство ветряных мельниц, и этот шум может представлять угрозу для животных океанов.
«Нам нужно больше знаний о том, как этот шум влияет на животных — ухудшает ли он их слух или способности к охоте и рыболовству? Мы некоторое время изучали влияние на китов, но о ныряющих птицах мы знаем не очень много. Существует множество уязвимых видов животных, которые живут или кормятся в море и могут подвергаться негативному воздействию человеческого шума», — говорит Якоб Кристенсен-Дальсгаард.
Прислушиваются к рыбе?
«Хотя большой баклан и не является водным животным, он часто посещает водную толщу, поэтому логично, что он тоже адаптировал свои уши для слуха под водой», — говорит Кристенсен-Дальсгаард о новом исследовании.
В то время как большой баклан тратит около 30 секунд на поиск пищи под водой в активной погоне за добычей, примерно 150 других видов ныряющих птиц проводят до нескольких минут в погоне за рыбой и кальмарами.
Однако поиск пищи под водой является сложной задачей для сенсорного аппарата птиц, и для большинства птиц их острота зрения под водой не лучше, чем у человека. Поэтому птицы могут использовать другие сенсорные модальности.
Мы очень мало знаем о слухе птиц под водой
За исключением нескольких поведенческих исследований, слух птиц под водой неизвестен.
Ранее исследователи из Университета Южной Дании задокументировали, что большие бакланы и папуанские пингвины реагируют на звук под водой, но это первое исследование физиологии подводного слуха у любой птицы.
Исследование показывает, что ухо баклана специализировано для слуха под водой.
Как проводилось исследование?
Чтобы изучить слух баклана в воздухе и под водой, учёные измеряли слуховые вызванные потенциалы и нейронную активность в ответ на звук в воздухе и под водой у анестезированных птиц.
Нейронные реакции на звуки в воздухе и под водой измерялись с помощью электродов под кожей. Таким образом учёные могли измерить пороги слуха для звука в воздухе и под воде.
Пороги в воде и воздухе оказались схожими, с почти одинаковой чувствительностью к звуковому давлению в двух средах. Это удивительно, потому что одинаковое звуковое давление в воздухе и воде означает, что пороговая интенсивность звука (энергия, излучаемая звуковой волной) в воде намного ниже, поэтому ухо более чувствительно к подводному звуку, чем к звуку в воздухе.
Цена: более жёсткие и тяжёлые барабанные перепонки
«Мы обнаружили анатомические изменения в структурах уха по сравнению с наземными птицами. Эти изменения могут объяснить хорошую чувствительность к подводному звуку. Адаптации также могут обеспечивать лучшую защиту барабанных перепонок от давления воды», — говорит Якоб Кристенсен-Дальсгаард.
Но, как всегда в природе, у этих преимуществ есть цена:
Их слух в воздухе не такой чувствительный, как у многих других птиц. Их барабанные перепонки более жёсткие и тяжёлые.
Как адаптировалось ухо?
Барабанная перепонка баклана демонстрирует большие колебания в ответ на подводный звук, поэтому чувствительность, вероятно, обеспечивается барабанной перепонкой и средним ухом.
Колебания барабанной перепонки под водой и анатомические особенности уха баклана схожи с особенностями, обнаруженными у черепах и водных лягушек, которые также, по-видимому, специализированы для слуха под водой.
Данные свидетельствуют о конвергентных изменениях барабанного уха у этих трёх отдалённо родственных видов, и подобные модификации могут быть обнаружены у других ныряющих птиц.