Θέμα λάρυγγα – Πώς οι φάλαινες τραγουδούν τα πιο δυνατά σουξέ στη Γη

Με ένταση ήχου που πλησιάζει τα 200 decibel, η φωνή της μεγάπτερης φάλαινας μπορεί να τραντάξει τα σωθικά όποιου δύτη τύχει να πλησιάσει.

Τα απόκοσμα τραγούδια του μεγαλειώδους κήτους ακούγονται στον ωκεανό από αποστάσεις εκατοντάδων ή και χιλιάδων χιλιομέτρων.

Το ίδιο ισχύει και για τα υπόλοιπα μυστακοκύτη, όπως ονομάζονται επίσημα οι φάλαινες, θαλάσσια θηλαστικά που αντί για δόντια φέρουν μπαλένες, κεράτινα χτένια με τα οποία φιλτράρουν μικρά ψάρια και πλαγκτόν.

Παρόλο που οι πρώτες ηχογραφήσεις με υδρόφωνα χρονολογούνται στη δεκαετία του 1970, ο μηχανισμός με τον οποίο αυτά τα κήτη παράγουν τόσο δυνατούς ήχους παρέμενε εν πολλοίς μυστηριώδης.

H γαλάζια φάλαινα είναι το μεγαλύτερο μυστακοκήτος και το βαρύτερο ζώο που έζησε ποτέ στη Γη (Christian Loader/IFAW)

Τώρα, μια νέα μελέτη αποκαλύπτει τις ανατομικές προσαρμογές του λάρυγγα που επιτρέπουν στις φάλαινες να τραγουδούν τόσο δυνατά και χωρίς να πνίγονται: ο αέρας που περνά από τον τροποποιημένο λάρυγγα προκαλεί δονήσεις μιας εξειδικευμένης δομής από λίπος και μύες.

Στη συνέχεια ο αέρας επιστρέφει στους πνεύμονες και «ανακυκλώνεται», χωρίς να απαιτείται εκπνοή όπως στους ανθρώπους όταν τραγουδούν ή μιλούν.

«Τα πειράματά μας έδειξαν για πρώτη φορά πώς οι φάλαινες παράγουν ήχους πολύ χαμηλής συχνότητας» αναφέρει σε δελτίο Τύπου ο Κόεν Έλεμανς του Πανεπιστημίου της Νότιας Δανίας, επικεφαλής της δημοσίευσης στο έγκριτο περιοδικό Nature.

Παράλληλα, όμως, η μελέτη αποκαλύπτει ότι η φωνή των φαλαινών περιορίζεται σε ένα μικρό εύρος συχνοτήτων που επικαλύπτεται με τους ανθρωπογενείς θορύβους –κάτι που σημαίνει ότι τα πλοία και οι κρότοι των σεισμικών ερευνών εμποδίζουν αυτά τα ζώα να επικοινωνήσουν.

Δονήσεις

Ο Έλεμανς και οι συνεργάτες του πειραματίστηκαν με λάρυγγες που αφαιρέθηκαν από τρεις φάλαινες –μια μεγάπτερη, μια πτεροφάλαινα και μια ρυγχοφάλαινα- που είχαν εκβραστεί νεκρές σε Δανία και Σκωτία.

Η ανθρώπινη φωνή παράγεται στον λάρυγγα από ένα ζευγάρι κάθετων πτυχώσεων, τις φωνητικές χορδές, οι οποίες στηρίζονται σε ένα ζευγάρι μικρών κινούμενων χόνδρων, τα αρυταινοειδή.

Οι φάλαινες δεν έχουν φωνητικές χορδές και οι αρυταινοειδείς χόνδροι «μετασχηματίστηκαν σε μεγάλους, μακρείς κυλίνδρους που συγχωνεύτηκαν στη βάση και σχημάτισαν μια μεγάλη, άκαμπτη δομή σε σχήμα U, η οποία καταλαμβάνει σχεδόν όλο το μήκος του λάρυγγα» εξηγεί ο Έλεμανς.

Το σχήμα U επιτρέπει στις φάλαινες να ανακυκλώνουν τον αέρα. «Διαπιστώσαμε ότι αυτή η δομή σε σχήμα Y πιέζει ένα μεγάλο μαξιλάρι από λίπος στο εσωτερικό του λάρυγγα. Όταν η φάλαινα φυσά αέρα από τους πνεύμονες στο μαξιλάρι, αυτό αρχίζει να δονείται και να παράγει ήχους πολύ χαμηλής συχνότητας», αναφέρει ο ερευνητής.

Τα ευρήματα επιβεβαιώθηκαν με ένα τρισδιάστατο υπολογιστικό μοντέλο του λάρυγγα που προσομοίωσε την επίδραση των μυϊκών συσπάσεων στον ήχο.

Απεικόνιση των χόνδρων του λάρυγγα της μεγάπτερης φάλαινας (Patricia Jaqueline Matic)

Στα περισσότερα είδη, η συχνότητα των ήχων γίνεται μετά βίας αντιληπτή από την ανθρώπινη ακοή. Μόνο λίγα ήδη, όπως η μεγάπτερη φάλαινα και η φάλαινα της Γροιλανδίας, παράγουν τους υψίσυχνους ήχους που συνήθως αναγνωρίζουμε ως τραγούδια φαλαινών.

Εκτός όμως από την παραγωγή ήχων, οι ανατομικές προσαρμογές που βρέθηκαν στις φάλαινες προσφέρουν και δομική προστασία στον λάρυγγα κατά τη βίαιη εκπομπή του αέρα όταν το ζώο βγαίνει στην επιφάνεια για να αναπνεύσει.

Ο λάρυγγας εξελίχθηκε όταν τα σπονδυλόζωα βγήκαν στην ξηρά και άρχισαν να αναπνέουν αέρα, οπότε χρειάζονταν έναν δεύτερο σωλήνα για να απομονώνουν την τροφή και να αποφεύγουν τον πνιγμό.

Ο μηχανισμός με τον οποίο οι φάλαινες παράγουν ήχο διαφέρει σε σχέση με τα οδοντοκήτη, θαλάσσια θηλαστικά που φέρουν δόντια, όπως τα δελφίνια, η όρκα και ο φυσητήρας. Σε αυτή την περίπτωση, οι δονήσεις προέρχονται από ένα εξειδικευμένο όργανο, μια μεγάλη μάζα λίπους που βρίσκεται στο ρύγχος.

Η νέα μελέτη έδειξε επίσης ότι οι φωνές των φαλαινών βρίσκονται στο ίδιο εύρος συχνοτήτων με την ηχορύπανση των πλοίων και των σεισμικών ερευνών.

«Δυστυχώς», σχολίασε ο Έλεμανς, «οι φάλαινες έχουν φυσιολογικούς περιορισμούς και δεν μπορούν να τραγουδήσουν ψηλότερα ή χαμηλότερα για να αποφύγουν τους ανθρώπινους θορύβους».