Справжній вибірковий слух

Дослідники виявили, що жаби, що мешкають біля гучних потоків у центральному Китаї, можуть налаштувати вуха на різні звукові частоти, якимось чином ми шукаємо радіоконвої. Це єдиний вид тварин, який може вибрати, яку частоту чути.

До відкриття дослідники дійшли, коли досліджували барабанну перетинку рідкісного виду жаб - хрону Одоррана. Ця тварина спілкується цвірінькаючим голосом у звуковому та ультразвуковому діапазоні. Попередні дослідження двох авторів показали, що жаба випромінює і отримує ультразвуки. Нове дослідження вивчає, чи насправді барабанна перетинка жаби вібрує в надвисокому діапазоні звуку.

барабанна перетинка

Вібрацію барабанної перетинки вимірювали лазерним віброметром, і було встановлено, що барабанна перетинка реагувала як на звуковий, так і на ультразвуковий діапазони. Однак вони також пережили те, чого не могли пояснити: чутливість барабанної перетинки до ультразвуку часом зовсім зникала. Зазвичай звукові хвилі вібрують барабанну перетинку, якщо вони досить сильні і потрапляють в діапазон частот, сприйнятий твариною. У більшості випадків барабанна перетинка реагує однаково на той самий звуковий ефект, навіть у випадку з мертвими жабами.

Попередні дослідження показали, що барабанні перетинки жаб ніколи не дають різної реакції на один і той же звуковий стимул, сказав керівник групи Альберт Фенг, професор молекулярної та інтегративної психології. "Це суперечило всьому, що ми досі знали про слухову систему".

Хрін О., увігнута вухаста струменева жаба, дивна і в інших відношеннях. Більшість жаб’ячих вух розташовані на поверхні тіла, але вуха потокових жаб знаходяться в порожнині. Feng et al. Раніше описали, що хрін О. спілкується з високочастотними звуками, включаючи ультразвуки, у шумному середовищі та визначає місцеві звуки з високою точністю. За позивним самка, самець починає прямо в напрямку голосу, з коефіцієнтом помилок менше 1%.

На щастя для дослідників, барабанна перетинка О. хрону прозора, тому її функцію можна спостерігати і у живої тварини. Повозившись з дивними результатами вимірювання вібрації, вони помітили темну тінь, яка іноді з’являлася, а потім зникала на барабанній перетинці. Подальші дослідження показали, що жаба активно відкриває і закриває вушний ріг. Це можна було б детальніше розглянути за допомогою джерела світла, розташованого поруч із ротом. Якщо барабанна перетинка відкрилася, світло стало видно крізь барабанну перетинку, якщо закрилося, світло зникло.

"Ого, це дивно, ми думали". - згадував Фен. "У всіх книгах про слух і спілкування з жабами написано, що ріг постійно відкритий". Фенг та його колеги помітили, що коли барабанна перетинка відкрита, вона пов’язує праве та ліве вуха жаби. Цей акустичний зв’язок між вухами робить їх чутливими до напрямку звуку, щоб вони могли визначити його джерело. Наслідки навмисного закриття барабанної перетинки досліджували шляхом вимірювання впливу відкритої барабанної перетинки на вібрацію барабанної перетинки.

Вони виявили, що барабанна перетинка жаби стала досить чутливою до високих частот та ультразвуку в закритому стані барабанної перетинки порівняно з відкритим положенням. У відкритому стані барабанні перетинки в основному реагували на більш глибокі звуки.

Фенг сказав, що жаби, мабуть, зможуть добровільно перейти на спеціальні частоти. Вони можуть перейти на високу частоту, коли низькочастотний фоновий шум пульсації води занадто сильний, щоб вони могли почути голос потенційної пари або суперників.

Результати розміщуються у колонках Праць Національної академії наук і є плодом спільної роботи Університету Іллінойсу та Університету Каліфорнії. До складу команди також увійшли вчені Китайської академії наук та Гарвардської медичної школи.