Некоторые лягушки, живущие вблизи бурных ручьев, научились квакать в ультразвуковом диапазоне, чтобы «перекричать» шум воды. Ранее способность издавать и воспринимать звуки с частотой выше 20 кГц была известна только у млекопитающих — китообразных, летучих мышей и грызунов.
Громкий плеск горного ручья не так-то просто переквакать маленькой лягушке. Некоторые китайские земноводные решили проблему оригинальным способом — перешли на ультразвук (фото с сайта www.abc.net.au)
Лягушки Amolops tormotus живут в очень шумном районе (Хуаншань Хот-Спрингс, Китай), где нескончаемое журчание и плеск множества бурных ручьев сильно затрудняют звуковую коммуникацию. Тем не менее самцы этих лягушек активно квакают, причем их песни отличаются сложностью, разнообразием и мелодичностью, почти как у певчих птиц. Значительная часть песни, как выяснилось, лежит в ультразвуковом диапазоне.
Поскольку ранее способность издавать и воспринимать звуки с частотой более 20 кГц была известна только у млекопитающих, китайские ученые решили выяснить, что представляют собой ультразвуковые лягушачьи трели: случайный побочный продукт обычного низкочастотного кваканья или осмысленную часть песни, которую другие лягушки слышат и по-своему «понимают».
Первая серия экспериментов проводилась в природе: ничего не подозревающим лягушкам давали послушать записи отдельных компонентов песни (ультразвукового и низкочастотного) и следили за реакцией. Выяснилось, что лягушки активно «отвечают» кваканьем на любой из двух компонентов, причем во многих случаях ответ на ультразвуковое кваканье дается почти мгновенно (в течение 30 миллисекунд после начала воспроизведения). Вероятность того, что зарегистрированные ответы были не ответами, а просто спонтанным кваканьем, случайно начавшимся именно в это время, составляет 7,4 x 10–7. Стало быть, лягушки не только издают ультразвук, но и слышат его. Кроме того, они отвечают — следовательно, имеет место настоящая ультразвуковая коммуникация.
Затем ученые исследовали электрическую активность нейронов в центре обработки звуковой информации, который у лягушек находится в среднем мозге. Нейроны активно реагировали на звук с частотой вплоть до 34 кГц. У другого вида лягушек, живущего в том же районе, — Odorrana livida — нейроны тоже возбуждались от ультразвуковых сигналов (до 22 кГц). У взятой для сравнения лягушки Pelophylax nigromaculata, живущей в более тихих местах (в прудах и на рисовых полях), соответствующие нейроны реагировали лишь на звуки с частотой не более 5 кГц.
Чтобы еще глубже проникнуть в тайны ультразвукового общения лягушек, ученые залепили им ушные отверстия пластилином. Результатом стала потеря слуха, в том числе и в ультразвуковом диапазоне, однако после того, как пластилин был вынут из ушей, лягушки вновь обрели способность слышать. Этот хитрый эксперимент позволил ученым убедиться, что лягушки слышат ультразвук именно ушами (а не воспринимают, к примеру, колебания черепных костей непосредственно мозгом).
Ученые полагают, что способность издавать и воспринимать ультразвук выработалась у лягушек в связи с необходимостью «переквакивать» несмолкающий шум воды (в котором, кстати, ультразвуковые компоненты практически отсутствуют). Нечто подобное наблюдается у больших синиц, которые, переходя к жизни в шумных городах, начинают чирикать более тонкими голосами.
Источник: Albert S. Feng, Peter M. Narins, Chun-He Xu, Wen-Yu Lin, Zu-Lin Yu, Qiang Qiu, Zhi-Min Xu & Jun-Xian Shen. Ultrasonic communication in frogs // Nature. 2006. V. 440. P. 333-336.
