В этом они похожи на оперных певцов
Исследование ученых из Италии и с Мадагаскара указало на то, что поющие лемуры индри способны настраивать форманты. Индри шире открывали рот на высоких нотах, из-за чего резонансные частоты тракта сдвигались вверх, и форманты совпадали с частотой основного тона или его гармониками. Похожим образом певцы управляют своим голосом, усиливая одни или другие частоты с помощью движений голосового тракта. Работа опубликована в PLoS Computational Biology.
На громкость вокализаций влияет не только работа голосовых складок, но и движения рта. Звук, созданный голосовыми складками, проходит через полость рта и глотки, которая работает как усилитель: одни частоты в этом звуке она делает громче, другие — тише. Те области частот, которые усиливаются, называют формантами. Двигая челюстью или губами, можно сдвигать форманты так, чтобы они совпали с основной частотой издаваемого звука, и тогда возникает резонанс: звук становится громче и разносится дальше.
Оперные певцы, например, широко открывают рот на высоких нотах, чтобы «подогнать» резонансную частоту тракта под ноту и перекрыть оркестр без лишнего напряжения. Серые волки во время воя опускают челюсть, совмещая первый резонанс тракта (то есть первую форманту) с основной частотой воя, и вой разносится по лесу на километры. Кузнечиковые хомячки настраивают голос на второй резонанс, а некоторые певчие птицы меняют объем ротоглоточной полости, чтобы усилить свои дальние песни. Гиббоны — одна из четырех групп нечеловеческих приматов, способных петь, — тоже открывают рот шире, издавая высокие звуки.
Теперь ученые во главе с Марко Гамба (Marco Gamba) из Туринского университета изучили пение диких лемуров индри (Indri indri) с востока Мадагаскара. Они собирали данные с 2008 по 2024 год, записывая животных с 10–25 метров, а затем отобрали 83 видео, где морда поющего была полностью видна по крайней мере на протяжении секунды. Положение отдельных точек на лице отслеживал алгоритм оценки позы, а другой алгоритм извлекал основные частоты из синхронных аудиодорожек. Затем ученые сопоставляли раскрытие рта на видеозаписях и основную частоту песни на аудиозаписи. Дополнительно ученые построили компьютерную модель голосового тракта индри на основе слепков двух черепов и рассчитали первые три форманты при разных раскрытиях рта — от 0,2 до 5 сантиметров.
Подобно другим животным, индри шире открывали рот, когда пели более высокие ноты: раскрытие рта положительно коррелировало с основной частотой (p < 0,001). Различий между самцами и самками не было, а еще эффект наблюдался как на разных видео, так и для разных особей. По расчетам ученых, в том диапазоне ширины раскрытия рта, который они наблюдали на видео с поющими индри, первая смоделированная форманта совпадала с основной частотой, а последующие — с гармониками, что усиливает звук.
Эти наблюдения подтверждают, что индри могут настраивать форманты, хотя и не доказывают, что они делают это намерено. По мнению авторов, координация раскрытия рта с высотой ноты позволяет песне лемуров разноситься на большие расстояния. Ограничением работы стало то, что ученые не измеряли форманты, а только моделировали их, и учитывали лишь движения челюсти, но не языка, губ и глотки.
У песен поющих приматов обычно есть структура, и по ней можно понять, кто поет — самец или самка. Но недавно ученые заметили, что кастрированный белорукий гиббон стал петь песни, напоминающие песни самок.