Учёные выяснили, как ширококлювы издают громкую "крылатую песню"

Ширококлювы — птицы, обитающие в некоторых частях Африки, — производят поразительно громкий звук, который они издают крыльями для обозначения территории. Самцы резко взлетают по кругу, приземляясь на то же место, и производят звук, похожий на клаксон — бриииит! — который также может использоваться для привлечения самок. Ранее учёные предполагали, что звук создают самые крайние маховые перья, но эта гипотеза не была проверена.

Команда исследователей под руководством биолога из Калифорнийского университета в Риверсайде провела исследование, которое показало, что звук создают не самые крайние перья, а перья, расположенные сразу за ними.

"Мы сняли высокоскоростное видео этих птиц в Уганде, чтобы увидеть, как они машут крыльями, — сказал руководитель исследования Кристофер Дж. Кларк. — Затем мы протестировали перья в аэродинамической трубе, чтобы воспроизвести звук. Мы обнаружили, что вибрируют не три крайних пера, а два пера, расположенные сразу за ними".

Результаты исследования опубликованы в выпуске Journal of Experimental Biology от 30 марта.

Одна из возможностей, по словам Кларка, заключается в том, что когда птицы, такие как ширококлювы, демонстрируют своё поведение, они издают звуки перьями, которые со временем становятся коммуникационным сигналом.

"Интересно, что ширококлювы лишь отдалённо связаны с другими птицами, например, колибри, которые также используют перья для создания звуков, — отметил Кларк. — В случае ширококлювов это независимая эволюция звукоизвлечения с помощью перьев. Похоже, что "крылатая песня" функционально заменила вокальную".

Ширококлювы мало изучены, в основном потому, что встречаются только в удалённых районах Африки. Чтобы снять птиц, команда Кларка отправилась в Уганду, где им пришлось несколько часов ехать по ухабистым грунтовым дорогам в сопровождении вооружённого охранника парка, чтобы добраться до отдалённых районов у границы с Демократической Республикой Конго.

"Нам приходилось загружать высокоскоростные камеры с тяжёлыми батарейными поясами и тащить их в джунгли, — рассказал Кларк. — Кроме того, таким камерам нужно много света. А ширококлювы живут в тёмном подлеске африканских джунглей".

У большинства видов птиц, использующих перья для создания звуков, эти перья заметно видоизменены. Однако высокоскоростная съёмка показала, что звукопроизводящие перья ширококлювов не модифицированы.

"Эти перья, обозначенные как P6 и P7, не являются узкими, скрученными или каким-либо образом жёсткими, — пояснил Кларк. — Действительно, в их форме нет ничего примечательного. Ширококлюв использует свои крылья как инструмент, но при взгляде на перья нет очевидных модификаций, превращающих их в музыкальный инструмент".

Самец ширококлюва — коричневая птица ростом около 13 см и весом около 30 граммов. Во время демонстрации становится видно белое пятно на его надхвостье. Звук, похожий на клаксон, длится около секунды и может распространяться в джунглях более чем на 100 метров. Синхронизированные записи показали, что перья P6 и P7, основные звукопроизводящие перья, колеблются с частотой тысячу раз в секунду. Звуковые импульсы создаются во время взмаха крыла вниз. Перья P5 и P8 также могут быть задействованы в создании звука; P9 и P10 — нет.

Как объяснил Кларк, птицы эволюционно развили способность издавать звуки крыльями или хвостом как минимум 69 раз по всему птичьему кладу.

"Это, несомненно, заниженная оценка, — сказал он. — Многие звуки плохо описаны. Кроме того, трудно определить, производится ли звук для коммуникации или является просто побочным продуктом полёта. Мы знаем, что все птицы издают звуки в полёте. В некоторых случаях звук характерен. Например, утки издают свистящий звук в полёте. Однако нелегко определить, является ли это их коммуникацией или просто побочным продуктом взмахов крыльев".

Полевые данные для исследования Кларк собирал, будучи постдоком в Йельском университете. В исследовании также участвовали Александр Н. Г. Киршель и Луис Хаджиоанну из Кипрского университета, а также Ричард П. Прум из Йельского университета.

Все четверо исследователей отправились в Уганду в 2011 году для получения первых высокоскоростных видео- и аудиозаписей. В Йеле Кларк провёл эксперименты с перьями ширококлюва в аэродинамической трубе и собрал данные. В Калифорнийский университет в Риверсайде он перешёл в 2013 году.

"Эта работа помогает нам понять биоразнообразие, — заключил он. — Животные живут своей жизнью множеством необычных способов. Это исследование раскрывает ещё один карман разнообразия".