Дельфины и другие зубатые киты — социальные, чрезвычайно общительные крупные хищники с большим мозгом. Они могут охотиться на глубине до двух километров в полной темноте с помощью эхолокации. Все особенности их поведения возможны благодаря звукам, которые хорошо распространяются в воде. 

Исследование показывает, что у зубатых китов, как и у людей, есть минимум три голосовых регистра: штробас, также известный как скрипучий голос, который производит самые низкие тона, грудной регистр, который является нашим обычным разговорным голосом, и фальцетный регистр, который производит еще более высокие частоты.

"Некоторые виды, такие как косатки и гринды, издают очень сложные вокализации, которые усваиваются и передаются культурно, как человеческие диалекты", — говорит Мэдсен.

"Штробас — это обычный голосовой регистр, который часто используется в американском английском. Ким Кардашьян, Кети Перри и Скарлет Йоханнсен — известные люди, использующие этот регистр", — говорит руководитель исследования, профессор Коэн Элеманс, специалист по голосу с кафедры биологии Университета Южной Дании.

Согласно новому исследованию, зубатые киты используют именно этот голосовой регистр во время охоты. "В этом случае голосовые связки открываются на короткое время, поэтому прииспользовании этого регистра требуется очень мало воздуха для дыхания", — добавляет Элеманс.

Его коллега, профессор биологии китов из Орхусского университета в Дании Питер Мэдсен объясняет, что во время глубоких погружений воздух сжимается и потому применение штробаса для эхолокации во время охоты является оптимальным — так дельфины используют свои ресурсы максимально экономично. 

Эффективная охота

Зубатые киты ныряют на глубину до 2000 метров, где водится гораздо больше рыбы, чем у поверхности воды. Когда они охотятся в глубоких и мутных водах, они производят короткие, мощные ультразвуковые эхолокационные щелчки со скоростью до 700 в секунду, чтобы найти, выследить и поймать добычу.

"В то время как у людей штробас вызывает разные чувства и может восприниматься и как раздражающий, и как авторитетный голос, в случае с зубатыми китами этот регистр определенно является историей эволюционного успеха", — добавляет Элеманс.

Раньше считалось, что зубатые киты издают звуки гортанью так же, как и другие млекопитающие, но 40 лет назад стало ясно, что это не так; они каким-то образом используют для воспроизведения звука свой нос. 

Носовые звуки

Датские ученые при помощи высокоскоростного видео сумели отследить, что именно происходит. У зубатых китов в ходе эволюции развилась воздушная система воспроизведения звука в носу, которая физически аналогична ларингеальному и шприцевому способу производству звука у млекопитающих и птиц, но ее расположение далеко не такое же.

"Эволюция переместила систему из трахеи в нос, что позволило создавать в ней гораздо более высокое давление — примерно в пять раз большее, чем способен создать человек во время игры на духовых инструментах без повреждения тканей легких", — говорит Мэдсен.

На глубине более 100 метров легкие китов спадаются, чтобы избежать компрессионной болезни, и поэтому не годятся для подачи воздуха, а оставшийся воздух находится в носовых ходах черепа. Это обеспечивает небольшое, но достаточное воздушное пространство для создания эхолокационного звука на глубине в 2000 метров. При эхолокации зубатые киты сжимают воздух в своем носу и пропускают его через структуры, называемые звуковыми губами, которые вибрируют так же, как голосовые связки человека. Их ускорение создает звуковые волны, которые проходят через череп к передней части головы. 

Исследование было опубликовано в журнале Science.