Безухие жабы оказались глухи к высоким частотам

Osornophryne guacamayo

Santiago Ron / Flickr

У амфибий нет внешнего уха, но, как правило, есть барабанная перепонка, которая позволяет им слышать звуки. Но у некоторых видов жаб она исчезла в результате эволюции, однако это не мешает им слышать низкочастотные звуки, но делает их менее восприимчивыми к высокочастотным. Это выяснила международная группа биологов, а результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Акустические комуникации важны для межвидового общения, для защиты от хищников и поиска добычи, поэтому среднее ухо с чувствительной барабанной перепонкой кажется очень полезным органом, и ученые не нашли объяснения тому, что многие бесхвостые амфибии потеряли его в ходе эволюции. Обычно, если какой-то орган исчезает, значит либо он не нужен в данной среде, либо вид научился компенсировать функции этого органа. Предыдущие исследования показали, что колебания воздуха, которые создает звук, воспринимаются не только барабанной перепонкой, но и другими поверхностями внутри черепа бесхвостых амфибий, причем чувствительность этих поверхностей отличается в зависимости от размера тела особи, и крупные амфибии вынуждены в большей степени полагаться именно на колебания барабанной перепонки. Кроме этого существуют и другие сенсорные структуры, например, оперкулум во внутреннем ухе амфибий, который позволяет улавливать вибрации субстрата, и чувствительность к таким вибрациям тоже могла бы компенсировать неудобства, связанные с потерей барабанной перепонки. Биологи из США, Дании, Эквадора и Перу решили выяснить, чем отличается слух у безухих жаб, обладают ли они повышенной чувствительностью к вибрациям, и развилась ли у них специфическая для вида слуховая чувствительность.

Ученые собрали 10 видов жаб (семейство Bufonidae), четыре из которых были «безухими», и у шести имелось среднее ухо. Они измерили длину всех особей, и отправили их на тест звукового восприятия, где использовали аудиозаписи звуков различных частот в порядке увеличения частотности (от 200 до 4000 герц). О восприятии жабами звука ученые судили по электрическим сигналам, которые исходят из слухового нерва. Тест на вибрацию проходил на небольшой пластиковой платформе, подключенной к устройству, с помощью которого колебания платформы можно было настраивать на нужную частоту (до 900 герц). На основании ответа слухового нерва, ученые определили порог слухового восприятия (в децибелах) животных для каждого уровня частоты. Эти пороги сравнивали у обеих групп. Поскольку вес жаб мог повлиять на эту разницу, ученые учли его в своем анализе. Для жаб без барабанной перепонки провели дополнительный анализ, сравнив между собой результаты каждого вида. 


На частоте ниже 900 герц и на частоте 4000 герц в обеих группах порог был одинаковым, но между 1100 и 3500 герц, безухие виды оказались менее чувствительными на 16-25 децибел. Чувствительность к звуку среди разных видов безухих жаб отличалась на более высоких частотах (более 1100 герц). Чувствительность к вибрациям оказалась одинаковой у обеих групп (p = 0.121), независимо от частоты вибраций.


Поскольку отсутствие среднего уха никак не сказалось на чувствительности жаб на низких частотах, можно заключить, что барабанная перепонка важна лишь на частоте выше одного килогерца. На низких частотах восприятие происходит за счет иных структур, которые, тем не менее, не компенсируют потерю слуха у безухих видов. Не компенсирует ее и чувствительность в колебаниям субстрата. Однако разница в восприятии звуков среди безухих видов свидетельствует о том, что какие-то изменения в чувствительности, характерные для каждого вида, все-таки произошли. Ученые считают, что для целей внутривидового общения безухие жабы могли приспособить свои вокализации под те частоты, которые им проще воспринимать, или общаться на близких расстояниях, улавливая вибрации субстрата. Однако более подробно о поведенческих стратегиях безухих животных можно узнать лишь в результате новых исследований.

Ранее мы писали о седлоносных жабах, которые вместо звуковых стимулов опираются на визуальные, а также о квакшах, которые еще внутри икры слышат вибрации приближающегося хищника. 

Анна Зинина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.