Ученые обнаружили, что лошади могут свистеть и петь одновременно.
Лошади тайно свистят и поют одновременно, превращая каждое ржание в двухслойное сообщение.
Ржание лошади выделяется тем, что одновременно сочетает в себе высокие и низкие звуки. В исследовании, опубликованном сегодня (23 февраля) в журнале Current Biology издательства Cell Press, исследователи раскрыли, как лошадям удается этот необычный трюк. Они создают низкие тона, вибрируя голосовыми связками, подобно тому, как люди издают звуки при пении. В то же время они генерируют высокий звук, свистя через гортань. По мнению исследовательской группы, это двойное звукообразование, вероятно, эволюционировало для того, чтобы лошади могли передавать более одного сообщения в одном крике.
«Теперь мы наконец-то знаем, как лошади производят две основные частоты, составляющие ржание», — говорит автор исследования Элоди Брифер из Копенгагенского университета. «В прошлом мы обнаружили, что эти две частоты важны для лошадей, поскольку они передают разные сигналы об их собственных эмоциях. Теперь у нас есть убедительные доказательства того, что они также генерируются посредством различных механизмов».
Разгадка тайны голосовой коммуникации лошадей
Лошади живут бок о бок с людьми более 4000 лет, однако ученые до сих пор относительно мало знают о том, как они общаются голосом. В целом, крупные млекопитающие, как правило, издают звуки более низкого тона, поскольку их большая гортань создает более глубокие тона. Однако лошади не полностью следуют этой закономерности. Их ржание, несмотря на их размер, включает в себя удивительно высокие частоты.
Чтобы понять причину, исследователи внимательно изучили физический процесс ржания. Они определили, что этот звук связан с редким голосовым феноменом, называемым «бифонацией», что означает, что один крик содержит две отдельные частоты: одну низкую и одну высокую.
Низкая частота возникает из-за вибрации голосовых связок, подобно пению человека или мяуканью кошки. Источник более высокой частоты, однако, до сих пор оставался неясным. Чтобы определить его, команда проанализировала голосовую анатомию лошадей, изучила клинические данные и провела подробные акустические измерения.
«Для решения этой биомеханической загадки потребовалось объединить подходы из ветеринарной медицины и акустической физики», — говорит автор Ромен Лефевр из Копенгагенского университета.
Открытие гортанного свиста у лошадей
Исследователи обнаружили, что высокочастотная часть ржания производится так называемым гортанным свистом. Он работает аналогично человеческому свисту, но вместо формирования звука губами, поток воздуха создает турбулентность внутри гортани лошади.
Хотя известно, что мелкие грызуны, такие как крысы и мыши, издают гортанные свистки, лошади — первое крупное млекопитающее, идентифицированное с помощью этого метода. Они также являются единственными животными, у которых этот внутренний свист сочетается с вибрацией голосовых связок.
Эксперименты с гелием подтверждают двойной звуковой механизм
Для подтверждения своих выводов ученые провели эксперименты с использованием удаленных гортаней. Они пропускали воздух через гортани, взятые у умерших лошадей, затем заменяли воздух гелием, после чего снова переключались на гелий. Поскольку звук распространяется быстрее в гелии, частота свистков смещается в сторону более высоких частот при использовании гелия, в то время как звуки, производимые вибрирующими голосовыми связками, остаются неизменными.
Как и предсказывалось, высокочастотная составляющая повышалась при прохождении гелия через гортань, но низкочастотная составляющая не менялась.
«Когда мы впервые продули гортани гелием, смещение частоты стало сразу очевидным, и мы поняли, что разгадали загадку», — говорит автор исследования Уильям Текумсе Фитч из Венского университета. «Мы были в восторге!»
Почему могла развиться бифонация
Эти результаты проясняют, как физически создаются два перекрывающихся звука, известные как бифонация. Команда считает, что эта способность, вероятно, развилась для того, чтобы позволить лошадям посылать несколько независимых сигналов одновременно.
Исследователи также заметили, что лошади Пржевальского, близкие родственники одомашненных лошадей, издают ржание, включающее бифонию. В отличие от них, более отдаленные родственники, такие как ослы и зебры, по-видимому, не имеют высокочастотного элемента. Это говорит о том, что лошади развили специализированные голосовые адаптации, что наделило их более широким и сложным диапазоном звуков, чем у многих других млекопитающих.
«Понимание того, как и почему развилась бифония, является важным шагом на пути к выяснению происхождения удивительного вокального разнообразия вокального поведения млекопитающих», — говорит автор исследования Дэвид Реби из Университета Лиона/Сент-Этьена.
