Рыба длиной 12 мм производит звук мощностью 140 децибел

Международная исследовательская группа изучила Danionella cerebrum, небольшой вид рыб длиной не более 12 миллиметров. Несмотря на свои миниатюрные размеры, рыба может издавать вблизи своего тела звуки громкостью более 140 децибел, что сравнимо с звуком реактивного двигателя во время взлета на расстоянии 100 метров.

В своем исследовании, опубликованном в научном журнале «PNAS», ученые показывают, что крошечные полупрозрачные рыбки обладают особым звуковоспроизводящим аппаратом. Предположительно, животные используют звуки для общения друг с другом в мутной воде.

Креветка-щелкун может издавать своими клешнями хлопающий звук громкостью до 250 децибел. Брачные крики нелетающих какапо достигают 130 децибел, а слоны могут издавать хоботом шум до 125 децибел.

«Рыбы, с другой стороны, обычно считаются довольно тихими представителями животного царства», — объясняет участник исследования доктор Ральф Бритц, и продолжает: «однако существуют определенные виды рыб, которые могут быть на удивление громким. Например, самец гладкоплавниковой рыбы-гардемарина привлекает самок слышимым вибрато частотой около 100 герц и 130 децибел».

В новом исследовании биологи изучили вид рыбы Danionella cerebrum, длина которого достигает всего около 12 миллиметров. «Эта крошечная рыбка может издавать звуки громкостью более 140 децибел на расстоянии от 10 до 12 миллиметров – это сравнимо с шумом, который человек воспринимает от самолета во время взлета на расстоянии 100 метров, и довольно необычно для животного такого миниатюрного размера. Мы попытались понять, как рыбам это удается и какие механизмы отвечают за это достижение», — объясняют исследователи.

Используя комбинацию высокоскоростного видео, микрокомпьютерной томографии, анализа экспрессии генов и метода конечных разностей, исследователи показывают, что самцы вида Danionella обладают уникальным звуковоспроизводящим аппаратом, который включает в себя барабанный хрящ, специализированное ребро и мышцу, устойчивую к утомлению.

«Этот аппарат ускоряет барабанный хрящ с силой более 2000 г и ударяет его по плавательному пузырю, создавая быстрый и громкий пульс. Эти импульсы объединяются, вызывая сигналы либо с двусторонними, либо с односторонними мышечными сокращениями».

Постоянно прозрачная рыба, которая служит модельным организмом для биомедицинских исследований, обитает в мелких и мутных водах Мьянмы. «Мы предполагаем, что конкуренция между самцами в этой визуально ограничивающей среде способствовала развитию особого механизма акустической коммуникации», — говорит Ральф Бритц.

Результаты исследования бросают вызов традиционному представлению о том, что скорость движений скелета у позвоночных ограничена движением мышц.

«Понимание необычайной адаптации Danionella cerebrum расширяет наши знания о передвижении животных и подчеркивает удивительное разнообразие механизмов движения у разных видов. Это способствует более широкому пониманию эволюционной биологии и биомеханики», — объясняет команда, высказывая следующий взгляд: «Звуки, издаваемые другими видами Danionella, еще не изучены подробно; было бы интересно узнать, чем отличается их механизм звукоизвлечения и как эти различия связаны с эволюционной адаптацией. В сочетании с прозрачностью на протяжении всей жизни род Danionella предлагает уникальную возможность сравнить нейронные механизмы, лежащие в основе генерации звука у разных видов».