Konie komunikują się poprzez charakterystyczny dźwięk, rżenie, co jest unikalne wśród dużych ssaków ze względu na jednoczesną emisję niskich i wysokich częstotliwości. Przez wieki dokładny mechanizm tej „bifonizacji” pozostawał tajemnicą. Nowe badania pokazują, że konie generują te dźwięki nie tylko poprzez wibracje strun głosowych (takich jak muczenie czy ludzka mowa), ale także poprzez specjalistyczny gwizdek aerodynamiczny wytwarzany bezpośrednio w krtani.
Rozwiązanie zagadki bifonizacji
Rżenie konia składa się z dwóch odrębnych elementów akustycznych: szumu o niskiej częstotliwości około 200 herców i gwizdka o wysokiej częstotliwości przekraczającej 1000 herców. Niską częstotliwość można łatwo wytłumaczyć ruchem fałdów głosowych w krtani, podobnie jak muczenie krów. Jednakże gwizdek o wysokiej częstotliwości zaintrygował naukowców, ponieważ jest nietypowy u dużych zwierząt i nie jest znany żaden inny ssak, który wywołuje podobny efekt.
Jak badacze złamali kod
Tecumseh Fitch z Uniwersytetu Wiedeńskiego i jego współpracownicy rozwiązali tę zagadkę poprzez serię eksperymentów na krtani końskiej (uzyskanej od dostawcy mięsa). Początkowe testy wykazały jedynie buczenie o niskiej częstotliwości, ale dalsze manipulacje wykazały, jak wygenerować gwizdek o wysokiej częstotliwości.
Następnie zespół zbadał, czy gwizdek jest wytwarzany przez samą krtań, czy przez usta (jak w przypadku ludzkich gwizdków) poprzez wdmuchiwanie powietrza i helu przez krtań. Niska częstotliwość pozostała taka sama niezależnie od użytego gazu, natomiast wysoka częstotliwość przesunęła się w górę, gdy użyto helu, potwierdzając jego aerodynamiczne powstawanie w krtani.
Mechanizm: mięśnie, przepływ powietrza i opór
Badania endoskopowe żywych koni wykazały, że rżenie rozpoczyna się od skurczu mięśni wokół krtani, zwężając głośnię (otwór pomiędzy fałdami głosowymi). To zwężenie wymusza przepływ powietrza przez wąską szczelinę z dużą prędkością, tworząc gwiżdżący dźwięk.
Naukowcy odkryli, że gryzonie (myszy i szczury) również wydają gwizdy krtaniowe, ale z częstotliwością zbyt wysoką dla ludzkiego słuchu. Konie są jedynymi dużymi ssakami, o których wiadomo, że regularnie korzystają z tego mechanizmu; ludzie są jedynymi ssakami, które wydają gwizdki w ramach swojej naturalnej wokalizacji.
Implikacje i dalsze badania
Odkrycie to dostarcza mocnych dowodów eksperymentalnych na aerodynamiczne wytwarzanie gwizdów u nieżującego zwierzęcia. Choć dokładny cel gwizdania pozostaje nieznany, naukowcy spekulują, że może ono zwiększyć zasięg lub słyszalność rżenia. Konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić, czy dźwięk o podwójnej częstotliwości rozchodzi się dalej lub czy jest w inny sposób bardziej skuteczny niż połączenia o jednej częstotliwości.
Ta praca rzuca światło na wcześniej nie do końca poznany aspekt komunikacji koni, demonstrując niezwykłą złożoność ich repertuaru wokalnego i zapewniając lepsze zrozumienie tego, w jaki sposób ssaki wykorzystują krtań do wytwarzania dźwięku.
