Το τραγούδι των φαλαινών - Η ανατομία πίσω από αυτόν τον εκπληκτικό ήχο

Οι φάλαινες που ανήκουν στην οικογένεια των Μπαλένων, στην οποία ανήκει και η γαλάζια φάλαινα το μεγαλύτερο ζώο πάνω στη Γη, χρησιμοποιούν έναν ανατομικά τροποποιημένα λάρυγγα ή ένα φωνητικό κουτί που τους επιτρέπει να «μιλούν» υποβρυχίως. Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα θηλαστικά αυτά έχουν αναπτύξει μία νέα δομή, ένα «μαξιλάρι», που αποτελείται από λίπος και μυς και βρίσκεται στον λάρυγγα.

Αυτό επιτρέπει στις φάλαινες να κάνουν λαρυγγισμούς, όπως οι άνθρωποι, ενώ οι φάλαινες που έχουν δόντια (π.χ. οι όρκες) όπως επίσης τα δελφίνια και οι φώκιες ανέπτυξαν έναν διαφορετικό μηχανισμό: χρησιμοποιούν ένα ειδικό όργανο στις ρινικές τους οδούς.

Στη δεκαετία του ’70 οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι Μπαλένες είναι πολύ «ομιλητικές» αλλά τότε δεν είχαν αποσαφηνίσει πώς παράγουν αυτούς τους ήχους. «Είναι από τα πιο θεαματικά ζώα στον πλανήτη. Είναι εξαιρετικά έξυπνα, κοινωνικά ζώα που μπροστά τους ακόμη και οι περισσότεροι δεινόσαυροι θα φαίνονταν μικροί. Έχουν τη σπάνια ικανότητα να μαθαίνουν νέα τραγούδια και να διαδίδουν τη φωνητική τους κουλτούρα ο πλανήτης», δήλωσε ο βιολόγος του Πανεπιστημίου της Νότιας Δανίας Coen Elemans, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

«Για να επικοινωνήσουν και να συναντηθούν στους αχανείς και σκοτεινούς ωκεανούς, οι φάλαινες εξαρτώνται από την παραγωγή αυτών των ήχων. Τα αρσενικά τραγουδούν για να προσελκύσουν τα θηλυκά», πρόσθεσε ο Elemans.

Όλες οι μπαλένες «μιλούν» σε πολύ χαμηλές συχνότητες που είναι αδύνατο να τις πιάσει το ανθρώπινο αφτί. Μερικά είδη παράγουν υψηλότερης συχνότητας ήχους, τους οποίους οι άνθρωποι αναγνωρίζουν ως «τραγούδι των φαλαινών».

Πώς παράγουν ήχους

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν εργαστηριακά πειράματα χρησιμοποιώντας λάρυγγες νεκρών που ξεβράστηκαν σε παραλίες της Δανίας και της Σκωτίας. Ανέπτυξαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο του λάρυγγα της φάλαινας για να προσομοιώσουν την επίδραση των μυϊκών συσπάσεων στον ήχο. Στους ανθρώπους, η ομιλία περιλαμβάνει φωνητικές πτυχές του λάρυγγα - τις φωνητικές χορδές. Αυτές οι μικρές λωρίδες δονούμενου ιστού εκτείνονται κατά μήκος του αεραγωγού, που υποστηρίζονται από μικρές δομές χόνδρου, που ονομάζονται αρυτενοειδή, που περιστρέφονται για να ανοίξουν ή να κλείσουν τον λάρυγγα.

Στις φάλαινες, τα αρυτενοειδή είναι μεγάλα και άκαμπτα, σχηματίζοντας ένα είδος δακτυλίου που μπορεί να πιέσει το μαξιλάρι του λάρυγγα. Όταν η φάλαινα εκπνέει, αυτό το μαξιλάρι δονείται από τη ροή του αέρα, δημιουργώντας αυτούς τους ήχους.

«Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι, παρόλο που οι τροποποιήσεις του λάρυγγα είναι μοναδικές, η κύρια πηγή ήχου – αυτή που βασίζεται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ αέρα και ιστού - ακολουθεί τις ίδιες αρχές με άλλα θηλαστικά», είπε ο εξελικτικός βιολόγος του Πανεπιστημίου της Βιέννης και συν-συγγραφέας της μελέτης W. Tecumseh Fitch.

Ανθρωπογενής θόρυβος

Ο λάρυγγας εξελίχθηκε όταν τα πρώτα σπονδυλωτά της ξηράς άρχισαν να αναπνέουν αέρα και χρειάστηκε να διαχωρίσουν την τροφή από τον αέρα για να αποτρέψουν τον πνιγμό. Οι φάλαινες εξελίχθηκαν από χερσαία θηλαστικά σε θαλάσσια πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια. Η τροποποίηση του λάρυγγα επιτρέπει στις φάλαινες να μιλούν κάτω από το νερό, προστατεύοντας παράλληλα τους αεραγωγούς τους. «Η επιστροφή στη θάλασσα έθεσε σοβαρές προκλήσεις για τις πρώιμες φάλαινες και απαιτούσε προσαρμογές στην εισπνοή και την εκπνοή τεράστιων όγκων αέρα κατά την εκρηκτική επιφανειακή αναπνοή, την αποφυγή πνιγμού και τη διατήρηση του αέρα κατά τη διάρκεια της υποβρύχιας “ομιλίας”», είπε ο Elemans.

Η μελέτη έδειξε επίσης ότι οι φωνές των φαλαινών συμπίπτουν με τους ανθρωπογενείς θορύβους της ναυτιλίας, σε βάθος μέχρι 100 μέτρων, εμποδίζοντάς τες να επικοινωνήσουν. «Δυστυχώς», είπε ο Elemans, «οι μπαλένες περιορίζονται από την φυσιολογία τους και δεν μπορούν εύκολα να τραγουδήσουν σε υψηλότερη συχνότητα ή βαθύτερα προκειμένου να αποφύγουν τον ανθρώπινο θόρυβο».

Scientists discover the anatomy behind the songs of baleen whales