Това е един от най-призрачните звуци на Земята - "пеенето" на усати китове като гърбатия, чувано на огромни разстояния във водното царство. Сега учените най-накрая разбраха как го правят тези хранещи се с филтър морски бозайници.

Уатите китове - група, която включва синия кит, най-голямото животно в историята на Земята - използват ларинкс или гласова кутия, анатомично модифицирана, за да позволи подводна вокализация, казаха изследователи в сряда. Те са разработили нова структура - възглавница, състояща се от мазнини и мускули, която седи вътре в ларинкса, казаха изследователите.

Това означава, че усатите китове издават звуците си с ларинкса си, както и хората, докато зъбатите китове - включително делфини, морски свине, косатки и кашалоти - са развили различен механизъм, използващ специален орган в носните си проходи.

През 70-те години на миналия век беше признато, че въсатите китове са много гласовити, но как точно издават набора от звуци оставаше неясно.

„Това са сред най-зрелищните животни, които някога са бродили по нашата планета. Те са изключително интелигентни, социални животни, които биха заменили повечето динозаври и се хранят с най-малките скариди. Те имат рядката способност да научават нови песни и да разпространяват своята вокална култура навсякъде планетата", каза биологът от Университета на Южна Дания Коен Елеманс, водещ автор на изследването, публикувано в списание Nature.

"За да общуват и да се намират един друг в мътни и тъмни океани, усите китове зависят критично от производството на звук. Например гърбатите женски и техните телета комуникират помежду си чрез глас, а гърбатите мъжки пеят, за да привлекат женските", добави Елеманс.

Всички усати китове, включително перки, сеи, десни, сиви, минки, гренландски китове и други, издават много нискочестотни обаждания, които едва се чуват от хората. Няколко вида, включително гърбатия и гренландския, произвеждат по-високи звуци, които хората биха разпознали по-добре като песни на китове.

Изследователите са извършили лабораторни експерименти, използвайки ларинкс на мъртви сеи, обикновена минка и гърбати китове, заседнали на плажове в Дания и Шотландия. Те също така разработиха триизмерен компютърен модел на ларинкса на кита, за да симулират ефекта на мускулните контракции върху звука.

При хората речта включва гласните гънки на ларинкса - гласните струни. Тези малки ленти от вибрираща тъкан се простират през дихателните пътища, поддържани от малки хрущялни структури, наречени аритеноиди, които се въртят, за да отворят или затворят ларинкса.

При усите китове аритеноидите са големи и твърди, образувайки нещо като пръстен, който може да притисне ларингеалната възглавница. Когато китът издишва, тази възглавница вибрира от въздушния поток във вълнообразно движение, генерирайки звуците.

„Очарователното е, че въпреки че модификациите на ларинкса са уникални и напълно нова структура, основният източник на звук – физиката, която е в основата на взаимодействията между въздух и тъкан – следва същите принципи като другите бозайници, вариращи от прилепи до тигри и слонове и включително хора, заедно с птици“, каза еволюционният биолог и съавтор на изследването У. Текумзе Фич от Университета на Виена.

„Изглежда, че всички тези живи видове са използвали един и същи набор от трикове, за да издават звуци, въпреки че използват различни органи или части от органи, за да го направят“, добави Фич.

Ларинксът се е развил, когато първите сухоземни гръбначни започнали да дишат въздух и трябвало да отделят храната от въздуха, за да предотвратят задавяне. Китовете са еволюирали от сухоземни бозайници преди около 50 милиона години. Модификацията на ларинкса позволява на усите китове да издават глас под вода, като същевременно защитава дихателните им пътища.

„Връщането в морето постави сериозни предизвикателства за ранните китове и изисква адаптации за вдишване и издишване на огромни обеми въздух по време на експлозивно дишане на повърхността, избягване на задушаване и удавяне и запазване на въздуха, докато вокализирате под водата“, каза Елеманс.

Проучването също така показа, че гласовете на китовете попадат в същия честотен диапазон и океански дълбочини - до около 330 фута (100 метра) - като шумовете от корабоплаване, причинени от човека, което пречи на способността им да комуникират.

„За съжаление“, каза Елеманс, „усаните китове са физиологично ограничени и не могат лесно да пеят по-високо или по-дълбоко, за да избегнат човешкия шум.“