Słonie wykorzystują fale sejsmiczne rozchodzące się w gruncie, by komunikować się z innymi osobnikami. Drgania odbierane są przez stopy, a następnie przenoszone przez kończyny i kości czaszki bezpośrednio do ucha wewnętrznego. W ten sposób słonie przechwytują sygnały docierające z odległości przekraczającej nawet 10 kilometrów. Ssaki te potrafią komunikować się także na nieco krótszy dystans do około pięciu kilometrów poprzez wydawanie dźwięków rozchodzących się w powietrzu.
W badaniach opublikowanych w czasopiśmie "Frontiers in Audiology and Otology" naukowcy przyjrzeli się, dlaczego przewodnictwo kostne działa u słoni tak skutecznie. Według badaczy decydują o tym w głównej mierze rozmiary narządu słuchu, a także wykorzystanie specjalnego mięśnia, który umożliwia zamknięcie przewodu słuchowego.
- Odkryliśmy, że przewodnictwo kostne słoni jest znacznie skuteczniejsze od ludzkiego dzięki większym strukturom ucha środkowego, a możliwość zamykania przewodu słuchowego może dodatkowo zwiększać ten efekt - wyjaśnił współautor badania doktor Sunil Puria z Harvard Medical School w komunikacie prasowym.
CZYTAJ TEŻ: Jeż albinos w sadzie. "W Polsce bardzo rzadko się zdarzają"
Przebadano kości
Do badań wykorzystano kości skroniowe, czyli część czaszki, w której znajduje się ucho środkowe i wewnętrzne. Pochodziły one od zmarłych słoni i ludzkich dawców. Badacze podłączyli kości skroniowe do urządzenia wytwarzającego drgania naśladujące dźwięk rozchodzący się w ciele. Dzięki wiązce lasera zmierzono, w jakim stopniu odblaskowe znaczniki umieszczone w kościach ucha środkowego poruszały się w reakcji na drgania wywołane stymulacją o niskiej (400 herców) i wysokiej częstotliwości (1,2 kiloherca).
W wyniku badania okazało się, że kości ucha środkowego słonia wibrowały najskuteczniej w częstotliwości około 400 Hz, podczas gdy kości ucha środkowego człowieka - przy 1,2 kHz. W częstotliwości niższej od tych wartości słoniowe strzemiączko (czyli mała kość ucha środkowego, która przekazuje drgania do ucha wewnętrznego) poruszało się trzy do czterech razy intensywniej niż strzemiączko ludzkie. Większy ruch oznaczał, że więcej drgań trafiało do ślimaka - części ucha, w której drgania przekształcane są na sygnały nerwowe.
Według badaczy ta wyjątkowa czułość słoni na niskie częstotliwości wynika z budowy ich narządu słuchu. Kosteczki ucha środkowego są około dziewięciu razy cięższe niż u człowieka, a błona bębenkowa ma powierzchnię siedmiokrotnie większą.
- Dzięki większym rozmiarom ucha słonie skuteczniej przekazują dźwięki o niskiej częstotliwości do ślimaka. Prawdziwa specjalizacja zachodzi jednak w samym ślimaku, który przystosował się do odbierania silniejszych sygnałów i przekształca je w informacje wykorzystywane przez mózg podczas komunikacji - powiedział Puria.
CZYTAJ TEŻ: Pies przeszedł 140 kilometrów po tatrzańskich szlakach
Ludzie tego nie potrafią
Ponadto przewagę słoniom daje zdolność zamykania przewodów słuchowych - człowiek tej zdolności nie posiada. Autorzy wskazali, że zwierzęta napinają mięsień, zamykając przewód słuchowy podczas odbierania bardzo niskich częstotliwości. Ten efekt można przyrównać do wkładania przez ludzi do uszu zatyczek lub słuchawek w celu wygłuszenia dźwięku.
- Z naszych szacunków wynika, że możliwość zamknięcia przewodu słuchowego może zwiększyć skuteczność przewodnictwa kostnego nawet trzydziestokrotnie podczas odbierania tak niskich częstotliwości - dodał Puria. - Dokładny wzrost czułości zależy jednak od tego, jak szczelnie mięsień blokuje przewód słuchowy.
Naukowcy podkreślili, że uzyskane wyniki mogą być niedoszacowane ze względu na długi proces pozyskiwania i przygotowywania próbek do badania, podczas którego usunięto z ucha wewnętrznego płyny znajdujące się w ślimaku. Dodatkowym problemem była ograniczona dostępność tkanek słoni, przez co mieli niewiele próbek dostępnych do analizy.