Древние биосонары проливают свет на развитие эхолокации у зубатых китов

Зубастые киты
Зубастые киты Ганга

Около 30 миллионов лет назад дельфины реки Ганг отделились от других зубатых китов, став одним из самых древних видов водных млекопитающих, использующих эхолокацию (биосонар) для перемещения и поиска пищи. Этот факт делает их идеальными объектами изучения для ученых, исследующих развитие эхолокации у зубатых китов.

Новое исследование, проведенное по руководством Франца Хавманда Йенсена (Frants Havmand Jensen), научного сотрудника Датского исследовательского совета естественных наук из океанографического института Вудс-Хол, показало, что пресноводные дельфины издают эхолокационные сигналы с очень низкой, по сравнению с морскими дельфинами, интенсивностью звука, и что дельфины Ганга производят эхолокацию на удивительно низких частотах. Исследование под названием «Щелчки в мелководных реках» («Clicking in shallow rivers») было опубликовано в журнале PLOS ONE.

«Дельфины Ганга являются одной из наиболее древних эволюционных ветвей, отделившихся от зубатых китов,» говорит Йенсен. «Мы полагаем, что результаты нашего исследования помогут выявить и объяснить различия между пресноводными и морскими дельфинами. Наши результаты показывают, что звуковая интенсивность и частота звука, издаваемого дельфинами реки Ганг, возможно, находятся ближе к ‘исходной точке’, от которой морские дельфины постепенно развивали свой мощный высокочастотный биосонар».

Ученые полагают, что эти различия появились вследствие различий между пресноводной и морской средой, а также местоположением и распространением добычи в этих средах.

Сложная подводная среда

Для того, чтобы выживать и поддерживать себя, речные дельфины должны искать пищу (чаще всего это мелкая рыба или ракообразные) в очень мутной воде, где видимость редко превышает несколько сантиметров. Как и морские родственники, они справляются с задачей с помощью эхолокации. Они непрерывно издают звуковые импульсы в окружающую среду и слушают слабое эхо, обусловленное отражением звуковых волн от препятствий, уделяя особое внимание мелким деталям, которые могут означать приближение пищи.

В среде, в которой обитают пресноводные дельфины, возникают множество различных трудностей для функционирования биосонара, отличных от условий обширных просторов моря, где большинство дельфинов развились позднее. «Дельфины, обитающие в открытом океане, часто питаются неоднородно распространенной добычей, например косяками рыб,” говорит Йенсен. «У них огромное преимущество из-за развитого мощного биосонара, позволяющего обнаружить добычу на большом расстоянии, но у нас лишь смутное представление о том, как сложные речные места обитания пресноводных дельфинов повлияли на сигналы их биосонара».

Скромные животные с удивительно низким голосом

Для ответа на этот вопрос, исследователи записали эхолокационные сигналы двух видов зубатых китов, населяющих аналогичные территории мангровых лесов в южной части Бангладеша: дельфина реки Ганг, исключительно речного вида, который фактически не является частью семейства Delphinidae, и иравадийского дельфина, пресноводного зубатого кита из семейства Delphinidae, обитающего как в прибрежных, так и в речных зонах.

Удивительно, но эхолокационные сигналы оказались намного менее интенсивными, чем у морских особей схожего размеров. Данные сведения указывают на то, что пресноводные дельфины ищут добычу на более коротких расстояниях. Исходя из этого, исследователи предполагают, что оба вида издавали эхолокационные звуки на короткие расстояния из-за сложной и разветвленной речной системы, в которой они искали пищу.

Хотя и иравадийский дельфин, и вид из реки Ганг издавали звуки низкой интенсивности, у дельфина реки Ганг частота биосонара оказалось неожиданно низкой, почти вдвое ниже предполагаемого значения, если бы представитель этого вида являлся морским видом.

«Полной неожиданностью является такая низкочастотность биосонарных сигналов,  издаваемых этими животными. Мы говорим о небольшом зубатом ките размером с морскую свинью, издающем звуки, в большей мере характерные для касаток или крупных гринд”, говорит Питер Теглберг Мэдсэн (Peter Teglberg Madsen), профессор Орхусского университета, Дания, эксперт по биосонарам зубатых китов и соавтор исследования.

Новый взгляд на развитие биосонара

Исследование показало, что эхолокация у зубатых китов начала развиваться с коротких, широкодиапазонных и низкочастотных щелчков. Так как дельфины и другие зубатые киты эволюционировали в открытом океане, нужда обнаруживать косяки рыб и другую добычу обусловила дальнодействующие биосонары. Благодаря постепенному развитию, животные могли издавать и слышать звуки более высоких частот.  Биосонарные импульсы стали более сфокусированными, и зубатые киты способны обнаруживать добычу на больших расстояниях.

Однако дельфины Ганга отделились от других зубатых китов на раннем этапе процесса этого развития, адаптируясь к жизни в мелких, извилистых речных системах, где высокочастотные сонарные системы, действующие на длинные расстояния, менее важны, чем другие факторы. К числу последних можно отнести высокую маневренность или гибкая шея, помогающие животному схватить добычу с близкого расстояния, скрываться за мангровыми корнями или аналогичными препятствиями.

Более совершенные средства для подсчета животных

Пресноводные дельфины являются одним из исчезающих видов животных. На данный момент насчитывается около тысячи дельфинов реки Ганг, и они обитают в одной из наиболее загрязненных и истощенных речных систем на Земле. Результаты исследования предоставят местным сотрудникам новое средство для борьбы за сохранение этих пресноводных китообразных, находящихся на грани исчезновения. С помощь устройств акустического мониторинга, использующихся для определения местных видов, исследователь могут подсчитывать количество оставшихся животных и определять, какие области для них наиболее важны.
——
www.sсiеnсеdаily.соm/rеlеаsеs/2013/04/130404152625.htm

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *