A floridai partoknál végzett kísérletek szerint a vadon élő feketefoltú cápák közel 75 méterről képesek érzékelni az alacsony frekvenciájú hangokat. A cápák nemcsak hallották a hangokat, de hirtelen irányt is váltottak, eltávolodva tőlük, ami arra utal, hogy pontosan meg tudják határozni, honnan jönnek.
Az óceán tele van hangokkal, amelyek fontos információkat közvetíthetnek a cápák számára a környezetükről. A zsákmány, a ragadozók és más állatok által keltett zajok olyan eseményekre is felhívhatják a figyelmüket, amelyek még messze vannak a látóterükön túl. A tudósoknak azonban eddig kevés közvetlen bizonyítékuk volt arra, hogy a szabadon úszó cápák milyen távolságból képesek érzékelni a hangokat, illetve meg tudják-e határozni azok irányát.
A Florida Atlantic University kutatói most közelebb kerültek ezeknek a kérdéseknek a megválaszolásához. Feketefoltú cápákat (Carcharhinus limbatus) vizsgáltak Délkelet-Florida partjainál, ahol víz alatti hangszórót, hidrofonokat és drónt is bevetettek. A kutatás szerint a cápák akár 74 méteres távolságból is érzékelték az alacsony frekvenciájú hangokat, és gyakran hirtelen elfordultak a hang forrásától.
Az Integrative Organismal Biology című folyóiratban publikált tanulmány elsőként szolgáltat számszerűsíthető bizonyítékot arra, hogy a szabadon úszó cápák a hangforrástól jelentős távolságban is érzékelik az akusztikus jeleket, és képesek reagálni azok irányára.
Vadon tesztelték a cápák hallását
A feketefoltú cápák azért voltak különösen alkalmasak a vizsgálatra, mert rendszeresen nagy számban gyűlnek össze Palm Beach megye partjainál. A tiszta, sekély víz lehetővé tette a kutatók számára, hogy felülről figyeljék az állatokat, miközben minimálisra csökkentették a természetes viselkedésük zavarását.
„Bőségük és hozzáférhetőségük lehetővé tette számunkra, hogy felülről figyeljük őket anélkül, hogy megzavarnánk természetes viselkedésüket, miközben kontrollált víz alatti hangokat játszottunk le” – mondta Stephen Kajiura, a tanulmány vezető szerzője, a FAU Charles E. Schmidt Tudományegyetemének biológiaprofesszora.
A kutatók egy lehorgonyzott hajóról víz alatti hangszórót helyeztek a vízbe, amely az áramlással sodródva akár 19 méterre is eltávolodott a hajótól. Ezzel igyekeztek elkerülni, hogy maga a hajó befolyásolja a cápák viselkedését.
Három alacsony frekvenciájú hangtartományt vizsgáltak: 100–200, 200–400, valamint 400–800 hertzet. Emellett egy 10 kilohertzes kontrollhangot is lejátszottak, amely kívül esik a cápák ismert hallástartományán. A hangokat nem azért sugározták, hogy a cápákat a hangszóróhoz csalogassák, hanem olyan erősséggel játszották le őket, hogy jól megfigyelhető reakciót váltsanak ki.
Közel 75 méterről is reagáltak
A kutatók kalibrált hidrofonok segítségével mérték a hangok szintjét az egyes helyszíneken, így meg tudták határozni, milyen erősségű hangot érzékelhetett az adott cápa a reakció pillanatában. Eközben egy 40–50 méterrel a víz felszíne felett repülő drón rögzítette az állatok mozgását.
A felvételeket képkockánként elemezték, hogy megállapítsák, milyen távol voltak a cápák a hangszórótól, és mennyire változtatták meg az úszás irányát.
A cápák mindhárom alacsony frekvenciájú hangtartományra reagáltak, a 10 kilohertzes kontrollhangra azonban nem. A kutatók szerint az állatok akár 74 méteres távolságból is érzékelték az alacsony frekvenciájú hangokat, ami jelentősen nagyobb távolság, mint amit korábban szabadon úszó cápáknál kimutattak.
Az is figyelemre méltó volt, hogy az állatok gyakran gyorsan elfordultak a hangforrástól. Ez arra utal, hogy nem csupán a hang jelenlétét érzékelték, hanem annak irányát is képesek voltak meghatározni.
A rögzített reakciók több mint 70 százaléka az úgynevezett akusztikus távoli mezőben történt. A cápák az alacsonyabb frekvenciájú hangokra voltak a legérzékenyebbek: ezeket nagyobb távolságból és kisebb hangerő mellett is érzékelték.
„Különösen érdekessé teszi a felfedezést, hogy a cápák az akusztikus közeli mezőn túli hangokra is reagáltak, ahol a hang másképp viselkedik, mint a forrás közelében” – mondta Kajiura. Szerinte ez arra utal, hogy az állatok a hang által keltett részecskemozgást a forrástól jelentős távolságban is érzékelik.
Hogyan hallanak a cápák úszóhólyag nélkül?
A felfedezés azért is érdekes, mert a cápáknak nincs gázzal telt úszóhólyagjuk, amely sok csontos halnál szerepet játszik a hangnyomás érzékelésében.
A kutatók szerint a cápák elsősorban a belső fülükre támaszkodhatnak. Ebben található egy különleges érzékszervi struktúra, a makula neglecta, amely szerepet játszhat a vízben terjedő hangok által kiváltott mozgások és rezgések érzékelésében.
A vizsgálat arra is rávilágít, miért lehet fontos a cápák hallását természetes környezetükben tanulmányozni. Laboratóriumi akváriumokban a hangok visszaverődhetnek a falakról, összetett akusztikus mintázatokat létrehozva, amelyek megnehezítik az állatok reakcióinak értelmezését.
„Egy tartályban a hang visszaverődik a falakról, ami összetett és zavaró jeleket eredményez – olyan, mintha egy tükörházban lennénk. Ezért fontos, hogy hasonló kísérleteket vadon élő cápákkal, az óceánban is elvégezzünk, hogy természetes reakciókat figyelhessünk meg” – mondta Caroline Sullivan, a tanulmány vezető szerzője.
A kutatás társszerzője Edmund Gerstein, a Charles E. Schmidt Tudományegyetem kutatási igazgatója.
Az óceán rejtett akusztikus világa
Az eredmények alapján a hang fontos információforrás lehet a cápák számára, akár több száz méterre zajló eseményekről is. Az állatok így még azelőtt érzékelhetnek bizonyos történéseket, hogy azok vagy azok forrása a látóterükbe kerülne.
A kutatók most azt szeretnék pontosabban megérteni, hogyan érzékeli és dolgozza fel a cápák érzékszervi rendszere ezeket a távoli akusztikus jeleket.
„Az óceán akusztikus környezet, és a cápák egyértelműen olyan módokon alkalmazkodtak hozzá, amelyeket csak most kezdünk megérteni” – mondta Kajiura. „Az, hogy jelentős távolságból is képesek érzékelni és megváltoztatni a viselkedésüket a hangok hatására, fontos információt jelenthet számukra a környezetükről. A következő kérdés az, hogyan teszi lehetővé az érzékszervi rendszerük, hogy ezeket a távoli hangokat érzékeljék és értelmezzék” - idézi a Science Daily.
