Размер имеет значение: как эхолокация китообразных зависит от величины тела

Новое исследование показывает, как зубатые киты адаптировали свои способности к эхолокации для жизни в разных средах. Оказалось, что с увеличением размера тела животные способны вкладывать больше энергии в свои эхолокационные сигналы, но энергия звука росла гораздо сильнее, чем ожидалось.

Зубатые киты — дельфины, морские свиньи и кашалоты — используют для поиска добычи узкие пучки высокоинтенсивного звука. Новое исследование в журнале Current Biology показывает, что этот, казалось бы, неэффективный метод (как искать обед в темноте с узким фонариком) на самом деле помог им стать успешными вершинами хищников в океане.

Около 32 миллионов лет назад предки зубатых китов эволюционировали способность к эхолокации — испускать звуковые импульсы и слушать возвращающееся эхо от объектов и добычи. Это позволило им освоить самые разные среды обитания.

Исследование под руководством Франтса Хавманда Йенсена из Орхусского института перспективных исследований показало, что по мере увеличения размеров тела китообразные могли вкладывать больше энергии в свои эхолокационные звуки. Однако энергия звука росла непропорционально сильно.

«Обычно органы растут пропорционально телу, но у эхолоцирующих китов по мере увеличения размера звукогенерирующие структуры начали занимать всё больше и больше места в теле», — говорит соавтор исследования профессор Питер Тэглберг Мадсен. Это, вероятно, отражает эволюционное давление в сторону обнаружения добычи на большом расстоянии, что позволяло более крупным китам эффективнее охотиться на глубине. Апогеем этой эволюционной тенденции стал кашалот, у которого нос, используемый для генерации и фокусировки сонарных импульсов, может составлять до трети тела взрослых самцов.

Хотя размер сильно влияет на громкость сигналов, животные всех размеров — от 1,5-метровых морских свиней до 16-метровых кашалотов — используют для обследования окружающей среды одинаково узкий биосонарный луч, подобный узкому лучу фонарика.

«Это очень похоже на то, как работает наше собственное зрение — мы лучше всего видим в узком поле зрения, которое направляем на то, что хотим рассмотреть», — отмечает соавтор доктор Марк Джонсон. Узкий луч также помогает увеличить дальность обнаружения добычи и, следовательно, может напрямую вести к более высокой скорости поиска пищи.