Звуки, издаваемые зубатыми китами под водой

Особенности строения органов слуха у дельфинов

Как уже отмечалось, китообразные произошли от древних наземных млекопитающих, организация которых в процессе эволюции подверглась глубоким изменениям, связанным с вторичной адаптацией, а именно с приспособлением к условиям обитания в водной среде. Существенные изменения наблюдаются и в анатомическом строении их органов слуха. Ухо наземных млекопитающих приспособлено к восприятию звуков в воздухе и почти совершенно непригодно для подводного слушания. Вибрирующий под воздействием звуковых волн череп оказывается не способным осуществлять под водой изоляцию ушей друг от друга, что приводит к полной утрате направленного слуха. Выше мы уже говорили о том, что ушная раковина у млекопитающих, ведущих водный образ жизни, полностью редуцирована. Кроме того, в результате приспособительной эволюции китообразных их среднее и внутреннее ухо с каждой стороны располагаются в одном массивном костном образовании, не сращенном с черепом, как у наземных млекопитающих, а подвешенном на короткой сухожильной связке. За счет этого правое и левое ухо у китообразных стали независимыми приемниками и поэтому оказались в состоянии обеспечивать направленный прием звуковых сигналов.

Схема поперечного разреза головы зубатого кита
121. Схема поперечного разреза головы зубатого кита. Среднее и внутреннее ухо с каждой из сторон головы животного располагаются в одном массивном костном образовании (1), подвешенном к черепу (2) на короткой сухожильной связке (3). Такой звуковой приемник окружен со всех сторон синусами, заполненными воздухом и белковой пеной (4), к нему ведет наружный слуховой проход (5).

Другим важным приспособлением слуховой системы к водной среде явилось образование специальных синусов, окружающих среднее и внутреннее ухо со всех сторон. Синусы заполнены воздухом и пеной из белковой эмульсии. Пена, содержащая множество воздушных пузырьков, поглощает все те звуковые колебания, которые проходят через череп и окружающие ткани. Благодаря такой изоляции для звука остается единственный путь - попасть во внутреннее ухо через систему косточек среднего уха.

Предполагалось, что помимо обычного для наземных млекопитающих пути передачи звуковых колебаний из внешней среды через наружный слуховой проход и систему косточек среднего уха к улитке, у дельфинов в передаче звука участвует жировой тяж, расположенный в нижней челюсти. На правой и левой сторонах черепа между глазом и отверстием наружного слухового прохода наружная стенка челюсти особенно тонка. Ее принято рассматривать, как "акустическое окно" для прохождения звуковых сигналов из воды в жировой тяж.

Эксперименты показывают, что наружные слуховые проходы служат дельфинам для восприятия сигналов частотой до 30 килогерц. Прием же более высокочастотных сигналов осуществляется через нижнюю челюсть.

Пределы слухового восприятия у дельфинов простираются от 75 герц до 180 килогерц, но эти значения получены только для одного вида, а именно для афалины. У других исследованных видов дельфинов верхние границы слуха оказываются ниже. Так, у амазонского пресноводного дельфина верхний частотный предел составил 105 килогерц, у косатки - только 31 килогерц. Диапазоны максимальной чувствительности слуха у разных видов дельфинов также различны. У афалины и пресноводного дельфина он приходится на область ультразвука: у первой составляет 80-120, у второго - 75-90 килогерц. У косатки же этот диапазон захватывает область слышимости человека, а именно частоты 5-20 килогерц.