口ではなく、歯のあるクジラの大きな音が鼻から聞こえます

イルストラシ。(ウィキメディアコモンズ/マールテンヴィッサー)

イルカ、イルカ、シャチ、マッコウクジラ、その他の歯のあるクジラは、エコーロケーションと呼ばれるソナーのようなシステムを使用して獲物を見つけたり、種の他のメンバーと通信したりするために、一連の音を出します。

彼らが使用する正確なメカニズムは長い間謎でした、今までそれが明らかにされるまで、それはすべてが鼻の中にあることがわかります。研究者たちは、歯のあるクジラによる音の生成について包括的な説明を提供します–エコーロケーションのための大きなクリック音、パルスブラスト、コミュニケーションのためのより柔らかい笛。

これは鼻の空気駆動システムであり、人間や他の哺乳類の喉頭またはボイスボックスに類似しており、鳥の同等のシリンクスです。

大きくて複雑な脳を持つこれらの海洋哺乳類は、数千万年にわたってエコーロケーション(水中の物体からの高周波音を反射する)を使用して、魚やイカなどの獲物を捕獲してきました。

「反響する歯のあるクジラは、鼻のフォニックリップと呼ばれる構造に高圧の空気を強制的に通過させることによって、動物界で最も大きな音を出します」と、デンマークのオーフス大学の感覚生理学教授でクジラ生物学者のピーター・マドセンは述べています。

「フォニック唇は約1ミリ秒の間開き、平手打ちすると組織の振動が発生し、クジラの前の水中で非常に大きなカチッという音がし、最大1,000メートル(0.6マイル)離れた場所で獲物をエコーするために使用されます。深さ」とマドセンは付け加えた。

音声の唇は結合組織と脂肪で構成されています。結果として得られる音は、クリック音の「フライレジスター」、バーストパルスの「チェストレジスター」、ホイッスル用の「ファルセットレジスター」など、人間の声とは異なるボーカルレジスターで動作するようです。

「音も同じメカニズムで作られますが、これは気流によって自己振動します。しかし、決定的な違いは、人間や他の陸上哺乳類では、空気が声帯を振動させる推進剤と媒体の両方として使用されることです。音が伝播する場所」と、南デンマーク大学の生物音響学の教授であり、この研究に関与した動物の音の生成の専門家であるCoen Elemansは説明します。

「歯のあるクジラでは、空気は音声の唇を動かすためにのみ使用され、組織の加速によって、鼻の組織を通って水に広がるカチッという音を生成します」とエレマンスは付け加えました。

進化を通じて、音の生成は気管または気管から鼻にクジラで移動しました。

クリックごとに使用される空気はほとんどなく、クジラは空気をリサイクルできるため、研究は、深海潜水クジラが多くの空気を使用せずに音を出す方法を解決します。

「喉頭音とシンリンジアル音の生成は肺からの加圧空気に依存していますが、深部の高い静水圧のために肺が崩壊するため、深部ダイバー歯のクジラには機能しません。鼻に空気を溜めて唇に圧力をかけることで、深海でも音を出すことができます。」

研究者たちは、マッコウクジラ、偽シャチ、バンドウイルカの録音マーカーを使用して、野生での音の生成を研究しました。

彼らはまた、薄い管状の器具である内視鏡からのビデオを使用して、港のイルカと飼育下のバンドウイルカのフォニックリップを画像化しました。彼らはまた、座礁した死んだイルカの唇の手術と解剖学的構造を画像化しました。

歯のあるクジラが発する音は、フィルターを食べるヒゲクジラが作る忘れられない「歌」とは異なります。

「歯のあるクジラはヒゲクジラのように歌いません」とマドセンは言いました。

「ヒゲクジラは他の哺乳類と同じように喉頭で声帯を使うと考えられていますが、ヒゲクジラが実際にどのように音を出すのかはまだわかりません。進化の過程で、歯のあるクジラは声帯を失いましたが、鼻の中のまったく新しい音源のセットを進化させました。」