Международная группа исследователей обнаружила, что открытая недавно полупрозрачная рыба издаёт под водой невероятно громкие звуки. По силе они превышают 140 децибел, что сравнимо с рёвом реактивного двигателя взлетающего самолёта. При этом размер рыбки совсем крошечный — всего лишь 12 миллиметров. Как такое может быть?
Не похоже ни на что другое в природе
Вид рыб Danionella cerebrum из семейства карповых стал известен учёным лишь в 2021 году, когда его обнаружили в мелких ручейках и мутных водоёмах Мьянмы. Внешне эти существа ничем не примечательны, разве что обладают очень ценным для науки качеством — прозрачностью. Это делает их удобными для использования в качестве модельных организмов.
Но оказалось, что самцы данионеллы способны издавать звуки мощностью более 140 децибел, то есть буквально орать под водой. По громкости это превышает шум двигателя взлетающего самолёта. Или вот другое сравнение: звук работающего отбойного молотка на расстоянии 1 метра мы воспринимаем как 120 децибел.
Учёные из Центра нейробиологии имени Эйнштейна из Университетской клиники Шарите в Берлине (Германия) задались вопросом, как рыбке размером чуть более сантиметра удаётся так громко реветь. При поддержке иностранных коллег они изучили её, используя комбинацию методов — высокоскоростную видеосъёмку, микрокомпьютерную томографию и анализ экспрессии генов. Результаты исследования они представили в журнале PNAS.
Учёные помещали рыбок в небольшой аквариум, освещённый сверху и сбоку инфракрасным светодиодом. Производимые ими импульсы записывались на высокой скорости, с частотой кадров от 2 до 8 тыс. в секунду. Так удалось выяснить, как выглядит звуковоспроизводящий аппарат самцов Danionella cerebrum. Он оказался уникальным, не похожим ни на что другое в природе.
Чтобы подавлять конкурентов
Большинство рыб производят звук с помощью колебаний плавательного пузыря. Его приводят в движение специальные мышцы. Но у данионеллы механизм извлечения звуков другой.
Он состоит из устойчивой к утомлению мощной мышцы, специализированного ребра и барабанного хряща. Действует он так: ребро и мышца разгоняют барабанный хрящ и с силой бьют им по плавательному пузырю, возникает быстрый и громкий импульс, когда эти импульсы происходят часто и соединяются вместе, формируется звук, похожий на громкий рёв.
Для чего природа снабдила миниатюрную рыбку способностью громко «кричать» под водой? Учёные предполагают, что к этому привела конкуренция между самцами. Данионелла обитает в мутных водоёмах, то есть в среде с ограниченной видимостью. Самые «громкие» самцы рыб могут эффективно подавлять звуки их конкурентов, в буквальном смысле заявляя о себе в полный голос.
Результаты исследования идут вразрез с общепринятым представлением о том, что скорость движения скелета у позвоночных ограничивается движением мышц. «Понимание экстраординарной адаптации Danionella cerebrum расширяет наши знания о передвижении животных и подчёркивает поразительное разнообразие двигательных механизмов у разных видов. Это способствует более широкому пониманию эволюционной биологии и биомеханики», — делают вывод немецкие учёные.
Теперь они намерены изучить, как издают звуки другие виды данионелл. Возможно, эти механизмы различаются. Помочь сравнить их поможет то самое качество, которое уже было упомянуто выше — прозрачность рыбки.
