Почему сельдь выпускает пузырьки со звуком

Пузырьки, выходящие из тела сельди, могут сопровождаться звуком. Исследования связывают это явление с устройством плавательного пузыря и поведением рыб.

Откуда в плавательном пузыре появляется воздух

В работе 1984 года изучали, как сельдь удерживает и пополняет газ в плавательном пузыре. Это внутренний орган, объём которого влияет на свойства рыбы в воде. У сельди нет механизма выделения газа в этот пузырь, описанного для многих других рыб. Пополнение происходит при заглатывании воздуха у поверхности.

Исследователи измеряли объём пузыря у рыб разного размера и проверяли изменения при повышенном давлении. Для опытов использовали лабораторную ёмкость и клетку под поверхностью моря. Газ у личинок терялся за несколько часов, у небольших молодых рыб — за несколько дней. У более старших особей в условиях эксперимента заметного изменения не нашли.

Содержание кристаллов гуанина в стенке пузыря согласовывалось со скоростью потери газа. Эти кристаллы рассматривали как препятствие его распространению через стенку. Кислород выходил быстрее азота, поэтому состав оставшегося газа тоже менялся.

Рыбы с искусственно опустошённым пузырём могли вновь заполнить его, заглатывая воздух сверху. Иногда это происходило быстро. Такие опыты показывают связь между запасом газа, возрастом и доступом к поверхности. Наличие пузыря ещё не означает, что его содержимое сохраняется одинаково долго у всей сельди.

Как звук связали с выходом газа

В исследовании 2003 года атлантическую сельдь помещали в камеру, где можно было снижать окружающее давление. Газ внутри плавательного пузыря расширялся и выходил через заднее отверстие, связанное с пузырём. Во время этого процесса записывали звук. Дополнительные записи делали в рыбной ловушке и в естественной обстановке.

Характерный сигнал состоял из последовательности коротких импульсов. В измеренной серии его длительность составляла от тридцати двух до ста тридцати трёх тысячных секунды, а число импульсов — от семи до пятидесяти. Частотный состав менялся по ходу серии: последние импульсы в среднем смещались к более низким частотам.

Такой результат связывает конкретный акустический рисунок с выпусканием газа. Авторы предложили модель образования сигнала и проверили её на имевшихся данных. Они также обсуждали, можно ли распознавать присутствие сельди по характерному звуку.

Выпускание пузырьков описывали при испуге и перемещениях между глубинами. Однако запись самого звука не раскрывает автоматически его назначение для соседних рыб. Работа установила измеряемые признаки сигнала и условия его получения, оставив биологическую функцию отдельным вопросом. Лабораторное изменение давления позволяло воспроизводимо наблюдать процесс, который бывает заметен в море.

Почему исследователей заинтересовали ночные щелчки

Работа, вышедшая в 2004 году, описала звуки дикой тихоокеанской и атлантической сельди, которую содержали для наблюдений. У тихоокеанских рыб обнаружили характерные серии быстрых импульсов длительностью примерно от половины секунды до нескольких секунд. Большинство таких серий возникало ночью.

Изменение режима кормления не влияло на частоту их появления. Рыбы могли издавать серии и без непосредственного доступа к воздуху над водой. Поэтому авторы сочли маловероятным объяснение, связывающее звук с пищеварительным газом или очередным переносом только что заглоченного воздуха в пузырь.

Атлантическая сельдь издавала похожие серии. Сопоставление видеозаписи со звуком показало связь с выходом пузырьков из области заднего протока. Это позволило соединить акустические измерения с видимым действием рыбы.

При большей плотности рыб частота звуков, рассчитанная на одну особь, повышалась. На этом основании исследователи предположили социальную роль сигналов. При этом их точная функция оставалась неизвестной. Более частый звук в плотной группе поддерживает вопрос о взаимодействии соседей, но ещё не устанавливает конкретное сообщение.

Полученные наблюдения объясняют, почему сельдь привлекла внимание специалистов по подводной акустике.