Как птицы обходятся без внешних ушей

Теперь группа исследователей из Технического университета Мюнхена (TUM) обнаружила, как у птиц получается локализовать эти звуки – а именно, с использованием всей своей головы. Их результаты были опубликованы недавно в журнале PLoS ONE – пишет sciencedaily.com.

Это весна, и два черных дрозда вовсю поют. Они оба конкурируют за внимание самки. Но чтобы выбрать успешного жениха, самка должна в первую очередь быть в состоянии найти его.

«Поскольку птицы не имеют внешних ушей, давно считалось, что они не в состоянии различать звуки, исходящие с различных высот», объясняет Ханс А. Шнайдер из кафедры зоологии TUM. «Но самки дрозда должны быть в состоянии обнаружить своего избранника, даже если источник серенады находится выше нее».

Млекопитающие идентифицируют источники звука в вертикальной плоскости, используя свои внешние уши, которые поглощают, отражают или преломляют звуковые волны благодаря своей особой структуре. Их слух использует эту информацию для определения высоты источника звука. Но как птицы воспринимают эти различия?

Голова выполняет работу наружного уха

Изучая три видов птиц – ворон, уток и кур – Шнайдер обнаружил, что птицы также способны идентифицировать звуки с разных углов возвышения. Похоже, что их слегка овальной формы головки преобразуют звуковые волны подобно внешним ушным раковинам.

«Мы измеряли объем звуков, доносящихся с разных углов возвышения до барабанных перепонок птиц», поясняет Шнайдер. Все звуки, исходящие с той же стороне, что и ухо, были одинаково громкими, независимо от их высоты. Ухо на противоположной стороне головы регистрировало различную высоту более точно – в виде различных уровней громкости.

Различные уровни громкости выявляют источники звука

Все сводится к форме птичьей головы. В зависимости от того, где звуковые волны ударяют в голову, они отражаются, поглощаются или преломляются. Ученые обнаружили, что голова полностью экранирует звук, исходящий с определенных направлений. Другие звуковые волны проходят через голову и вызывают отклик в противоположном ухе.

Птичий мозг определяет, идет ли звук сверху или снизу, ориентируясь на различные объемы звука в обоих ушах. «Так птицы определяют, откуда именно идет боковой звук – например, с уровня глаз», продолжает Шнайдер. «Эта система отличается высокой точностью: на самом высоком уровне птицы могут определить боковые звуки под углом возвышения от -30 ° до + 30 °».

Взаимодействие между слухом и зрением улучшает ориентацию

Почему у птицы развилась локализация звука в вертикальной плоскости? У большинства птиц глаза расположены по бокам головы, что дает им поле зрения почти в 360 °. Так как они также разработали специальную способность обрабатывать боковые звуки, доносящиеся с разных высох, они сочетают полезную информацию от своих чувств слуха и зрения, когда дело доходит до избегания хищников.

Некоторые хищные птицы, такие как сипухи, разработали совершенно иную стратегию. Этот вид охотится по ночам, и как у людей, его глаза расположены фронтально. Перья, топорщащиеся на их лице, модифицируют звук подобно внешним ушам. Сова слышит звуки, исходящие от источника впереди нее лучше, чем другие виды птиц, изучаемые Шнайдером.

Так что наличествует идеальное взаимодействие между информацией, которую они слышат и информацией, которую они видят – как смогли продемонстрировать более ранние исследования. «Наши последние данные указывают в одном направлении: похоже, что сочетание зрения и слуха является важным принципом в эволюции животных», заключает Шнайдер.