С их подобными трубе требованиями слоны могут походить на некоторых самых громких животных на Земле. Но мы не можем услышать большинство звуков, которые они делают. Существа производят низкочастотные шумы между 1 – 20 герц, известными как infrasounds, которые помогают им поддержать контакт по расстояниям, столь же большим как 10 километров. Новое исследование показывает впервые, как слоны производят эти низкие примечания.
Ученые сначала обнаружили, что слоны сделали infrasounds в 1980-х. Главная женщина у стада может произвести шумы для руководства движений ее группы, тогда как мужчина, который находится в сцепляющемся государстве, названном musth, мог бы использовать требования мешать соревнованию от других мужчин. Слоны матери даже полагаются на infrasounds для слежения за отделенным теленком, обменивая, «я – здесь» требования со своенравными потомками способом, подобным игре Марко Поло.
Эти шумы, падающие ниже диапазона слушания для людей, часто сопровождаются сильным грохотом с немного более высокими частотами, которые могут услышать люди. Путем регистрации грохота и затем ускорения воспроизведения, ученые могут увеличить частоту infrasounds, делая их слышимыми.
Хорошие колебания. Вокальные сгибы удаленной гортани, вибрирующей согласно myoelastic-аэродинамическому методу.Кредит: Кристиан Хербст, отдел познавательной биологии, университет Вены
Больше научных видео новостейИсследователи размышляли, что шумы прибывают из колебаний в вокальных сгибах гортани слона. Это могло произойти двумя способами.
В первом, названном активном мышечном сокращении (AMC) нервные сигналы заставляют мышцы в гортани заключать контракт в постоянном ритме. Кошки делают это, когда они мурлычут. Вторая возможность известна как myoelastic-аэродинамическое (МЕД) метод, и происходит, когда потоки воздуха через вокальные сгибы, заставляющие их вибрировать — это также происходит, когда люди говорят.
AMC походит на дверной звонок или гудок, требующий электричества, или в этом случае мозгового сигнала, для работы, в то время как МЕД подобен деревянному духовому инструменту, такому как кларнет, которому только нужен воздушный поток для производства звуков. Нервные сигналы только необходимы в этом случае, чтобы управлять дыханием, но не произвести звук.
До сих пор полевые исследователи были неспособны проверить, какой метод был позади infrasound. “Вы не можете только приблизиться к африканскому слону и прикрепить эндоскоп в его рту и попросить, чтобы он сказал ‘Ahh’», говорят голосовой ученый и ведущий автор Кристиан Хербст из университета Вены. Таким образом, его бригада сделала следующую лучшую вещь. Они получили неповрежденную гортань из африканского слона женского пола (предметы африканской культуры Loxodonta), это умерло от естественных причин в Берлинском Зоопарке.Хорошее требование.
Слоны, производящие infrasounds в природе.Кредит: Анджела Стоеджер, отдел познавательной биологии, университет ВеныБольше научных видео новостейС только удаленной гортанью исследователи не могли проверить на метод AMC, потому что это требует, чтобы нервные сообщения для мышц заключили контракт.
Для испытания гипотезы МЕДА они установили гортань на трубе, связанной с воздушным ресивером, действовавшим как psuedolung, регулируя воздушный поток и давление. psuedolung был также связан с нагревателем и увлажнителем, моделировавшим естественные условия воздуха в легких слона. Используя высокоскоростные камеры, исследователи нашли, что вокальные сгибы вибрировали как воздух, переданный по ним (посмотрите первое видео).
Они также делали запись звука от колебаний и выдержали сравнение, он с базой данных больше чем 470 живых требований слона собрал более чем 4 года. Этот анализ показал, что удаленная гортань произвела звуки, подобные низкочастотным требованиям живых слонов (посмотрите второе видео).
Результаты, изданные в завтрашней проблеме Науки, показали, что один только механизм МЕДА может произвести infrasound у слонов и что механизм AMC не был необходим. Кроме того, бригада заметила, что вокальные сгибы часто вибрировали в нелинейном образце, который будет ожидаться в методе МЕДА.
Колебания AMC происходят в регулярных образцах и производят звук как пение единственного примечания. Колебания МЕДА, с другой стороны, не следуют за определенным образцом и походят грубо на певца хэви-метала, кричащего.
Результаты могут показать, как множество других животных шумит, говорит Хербст.“Это – хорошая изящная газета, делающая действительно хорошую работу по показу, что самое легкое объяснение того, как слоны делают infrasound, через способ, которым воздух передает по голосовым связкам в их гортани”, говорят Уильям Лэнгбоер, bioacousticist и директор Зоопарка парка Buttonwood в Нью-Бедфорде, Массачусетс.
Мья Томпсон, эколог со Слоном Корнелльского университета, Слушая Проект, соглашается. “Мы знаем наверняка, что этот myoelastic механизм работает, и он убирает вещи для будущего исследования в области структуры требований”, говорит она.