Зачем слонам низкочастотный гул

Низкочастотный гул помогает слонам поддерживать звуковой контакт. В нём могут присутствовать инфразвуковые колебания — ниже двадцати колебаний в секунду, условной нижней границы человеческого слуха. Но голос состоит не из одного чистого тона: более высокие составляющие тоже передают сведения, важные для общения.

Гортань может создавать очень низкие колебания

В исследовании физического механизма слоновьего голоса использовали изолированную гортань. Через неё пропускали воздух, а движение голосовых складок наблюдали на скоростной видеозаписи. Голосовые складки — участки ткани внутри гортани, способные колебаться при подходящих условиях.

В образце получались самоподдерживающиеся колебания без нервного сигнала. Поток воздуха взаимодействовал с упругой тканью и поддерживал её движение. Для такого результата не требовалось заставлять мышцы сокращаться отдельно на каждом колебании. Похожий способ используется при обычной человеческой речи и пении: поток воздуха поддерживает колебания ткани гортани. Очень низкая частота слоновьего гула поэтому не требует совершенно отдельного физического принципа.

«Самоподдерживающиеся» не означает отсутствие энергии: её давал проходящий воздух. Также слово не описывает решение животного позвать другую особь. Это характеристика физического процесса в исследованном органе.

Опыт подтвердил возможность образования низкого голоса таким способом. Он не заменяет наблюдение целого слона, который начинает, меняет и заканчивает зов в определённой обстановке. Устройство источника звука и управление общением остаются разными вопросами.

Гул выходит через разные пути

Другая работа использовала акустическую камеру — систему, позволяющую определить, откуда выходит записываемый звук. Исследователи наблюдали пять африканских слонов в условиях содержания, во время пространственного разделения и последующего сближения.

У самок в изученной выборке различили гул, выходивший через носовой путь, и гул, выходивший через рот. Первый чаще встречался при поддержании контакта на расстоянии, второй — при сближении. Это наблюдаемое распределение в конкретных ситуациях, а не обязательное правило для каждого зова всех слонов.

Пути различались и акустически. Хобот удлиняет носовой путь, по которому проходит звук. Длина такого канала влияет на резонансные частоты — области, где некоторые составляющие голоса усиливаются заметнее других.

Исследователи оценивали длину путей по этим акустическим признакам. Поэтому нельзя смешивать низкую основную частоту колебания голосовых складок и изменение усиления частот в канале. Гортань создаёт колебания, а путь выхода дополнительно меняет их звучание.

Услышать зов и узнать знакомую особь — разные задачи

В полевом исследовании африканским слонихам воспроизводили контактные позывы на разных расстояниях. Проверяли, могут ли они распознать принадлежность голоса члену семьи или связанной с ней социальной группы.

Узнавание удавалось на значительном расстоянии, но не с одинаковой дальностью во всех случаях. В этой проверке предельная дальность узнавания доходила до двух с половиной километров, но чаще соответствовала одному — полутора километрам. Это дальность определённой задачи распознавания, а не обещанный радиус любого слоновьего общения. Авторы также повторно записывали звук после его распространения от громкоговорителя. Это помогало сопоставить поведение животных с тем, какие части голоса сохранялись в записи.

Выяснилось, что значимые для узнавания составляющие могли находиться заметно выше инфразвукового диапазона. Когда некоторые из них терялись в фоновом шуме, возможности распознавания ограничивались.

Поэтому способность заметить низкий звук ещё не гарантирует получение всей информации о том, кто позвал. Сигнал может сохраняться, а важные отличительные признаки — стать недостаточно различимыми. Авторы предполагали, что удлинённый голосовой путь с участием хобота может быть особенно важен для передачи социальной информации вдаль.

Что можно заключить по наружному изображению

На иллюстрации показан целый африканский слон в спокойной позе. Положение хобота и ушей не является записью частоты или подтверждением, что животное сейчас издаёт гул. Для объяснения общения потребовались разные методы: проверка источника колебаний, определение пути выхода и поведенческие опыты с голосами.