
Лошадиное ржание – это необычайно сложный и узнаваемый звук, который сочетает в себе как высокие, так и низкие частоты. Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, раскрывает, как лошадям удается издавать пронзительные звуки, нетипичные для животных их размера, и одновременно производить более низкие тона. Оказалось, что они свистят с помощью гортани, в то же время заставляя вибрировать свои голосовые связки – подобно тому, как это делает человек во время пения. Ученые предполагают, что такая сложная вокализация развилась, чтобы передавать сородичам сразу несколько сообщений одновременно.
«Теперь мы наконец знаем, как лошади производят две фундаментальные частоты, из которых состоит ржание, – говорит автор исследования Элоди Брифер из Копенгагенского университета. – Ранее мы выяснили, что обе частоты важны, поскольку они передают разную информацию об эмоциях животного. Теперь у нас есть убедительные доказательства того, что они производятся разными механизмами».
Несмотря на то, что лошади живут рядом с человеком более 4000 лет, их голосовое общение до сих пор оставалось малоизученным. Как правило, чем крупнее млекопитающее, тем ниже звук оно издает, поскольку размер гортани пропорционален размеру тела. Однако ржание лошадей стало ярким исключением из этого правила. Исследователи обнаружили, что этот звук представляет собой редкое вокальное явление, известное как «бифонация», при котором одновременно генерируются два независимых звуковых компонента: низкий и высокий. Если низкочастотный звук возникает благодаря вибрации голосовых связок, как при пении человека или мяуканье кошки, то происхождение высокочастотной составляющей оставалось загадкой.
Чтобы разгадать эту тайну, команда ученых объединила данные ветеринарной медицины, акустической физики и анатомии. Они выяснили, что высокий звук в ржании – это гортанный свист. По принципу действия он похож на обычный человеческий свист, но турбулентный поток воздуха, создающий звук, возникает не губами, а непосредственно в гортани лошади. Хотя некоторые мелкие грызуны, вроде крыс и мышей, способны на такое, лошади стали первым крупным видом млекопитающих, у которых обнаружили эту способность, и единственными известными животными, которые делают это одновременно с вибрацией голосовых связок.
Для подтверждения своей гипотезы исследователи провели эксперименты с гортанями, извлеченными у павших лошадей. Они пропускали через них поток воздуха, периодически заменяя его на гелий. Поскольку скорость звука в гелии выше, это заставляет свистящие звуки смещаться в сторону более высоких частот, в то время как частота вибрации голосовых связок остается неизменной. Как и предсказывали ученые, высокочастотный компонент ржания сместился вверх при использовании гелия, а низкочастотный не изменился. «Когда мы впервые продули гелий через гортань, сдвиг частоты был очевиден, и мы поняли, что разгадали тайну», – делится эмоциями автор Уильям Текумсе Фитч из Венского университета.
Новые данные не только объясняют механизм бифонации у лошадей, но и проливают свет на ее эволюционное значение. Умение передавать два независимых сообщения одновременно, вероятно, давало этим животным значительное преимущество в общении. Примечательно, что близкородственные лошади Пржевальского также издают ржание с бифонацией, а вот у более дальних родственников, таких как ослы и зебры, высокий компонент звука отсутствует. Это говорит об уникальных вокальных адаптациях лошадей, которые позволили им развить более богатый и сложный спектр сигналов по сравнению с другими млекопитающими.