Мыши поют по-реактивному

Чтобы спеть ультразвуковую песню, мыши используют тот же механизм звукоизвлечения, который срабатывает в реактивных двигателях.

Дикие мыши, крысы и многие другие грызуны поют песни, когда ухаживают за потенциальным брачным партнёром или защищают свою территорию от конкурентов.

«Мышиные мелодии» не слышны человеческим ухом, потому что исполняются на высоких ультразвуковых частотах. Вокальные способности грызунов пользуются особым интересом у генетиков и нейробиологов: считается, что дефекты в генах, от которых зависят голосовые навыки животных, могут быть связаны с аномалиями в поведении, и что исследуя подобные аномалии, мы больше узнаем о различных человеческих психоневрологических болезнях, например, об аутизме.

Однако до сих пор механизм, с помощью которого мыши способны издавать ультразвук, оставался во многом загадкой. Кто-то говорил, что мыши издают звуки голосовыми связками, другие же полагали, что их песни представляют собой тональный свист. Эксперименты Елены Март (Elena Mahrt) из Университета штата Вашингтон и её коллег из Кембриджа и Университета Южной Дании показали, что мыши издают высокочастотные звуки совсем иначе, не так, как считали до сих пор.

Используя сверхскоростную видеосъемку с частотой 100 000 кадров в секунду, биологи смогли рассмотреть, что во время песни голосовые связки грызунов остаются полностью неподвижными – и следовательно, связки тут ни при чём. Вместо этого мыши направляют струи воздуха из трахеи к внутренней стенке гортани, и таким образом получается ультразвуковой свист.

В целом весь механизм похож на то, как «поют» сверхзвуковые реактивные двигатели. «Подобным способом звуки издаются только при сверхзвуковом движении летающих аппаратов во время вертикального взлета и посадки или в высокоскоростных струях для быстрого охлаждения нагревающихся частей и турбин моторов», – говорит Анураг Агарвал (Anurag Agarwal), один из соавторов работы и руководитель аэроакустической лаборатории в Кембриджском университете в Великобритании.

Однако у животных, по словам исследователей, подобный способ звукоизвлечения встречается впервые. Полностью результаты экспериментов опубликованы в статье в Current Biology.

«Вполне вероятно, что многие грызуны по всему миру используют ультразвук для общения, но об этом очень мало известно. Возможно даже, что и летучие мыши используют подобный «реактивный ультразвук» в своей эхолокации,» – говорит Коэн Элеманс (Coen Elemans), соавтор работы и руководитель группы звуковой коммуникации и поведения животных в Университете Южной Дании. В целом, однако, умение слышать и общаться на ультразвуковых частотах свойственно весьма немногим млекопитающим.

Кроме грызунов, такой способностью обладают китообразные, большинство рукокрылых, некоторые кошки, а несколько лет зоологи из калифорнийского Университета имени Гумбольдта обнаружили, что к ультразвуковым зверям относятся также филиппинские долгопяты: эти приматы общаются на частотах 70 кГц, а на слух могут воспринимать частоты до 91 кГц. (Напомним, предел человека – всего 20 кГц.)