Научное исследование показало, что две виды местных птиц Бразилии — голая горловая арапонга (Procnias nudicollis) и сериема (Cariama cristata) — входят в число животных с самыми громкими песнями, когда-либо зарегистрированными наукой. Звуки, издаваемые обеими птицами, превысили 120 децибел (дБ) пиковой мощности, что сопоставимо или превосходит уровень, генерируемый чрезвычайно шумными инструментами, такими как дробилки и бензопилы.
Это открытие было сделано исследователями из Массачусетского университета Амхерста в США, включая бразильца Жуана К. Т. Менезеса, в рамках его ученой степени. Результаты были опубликованы в научном журнале Evolution.
Цель исследования
Однако цель ученых заключалась не только в классификации шума. Исследование было направлено на понимание того, какие физические характеристики влияют на интенсивность пения, и на проверку того, связано ли вокальное громкость с окружающей средой, в которой обитают эти виды, или с их социальной структурой.
Для достижения этой цели исследователи измерили вокальную амплитуду 123 видов птиц в районах близ Амхерста, штат Массачусетс (США), и в различных регионах Бразилии. Среди изученных видов 113 ранее не имели каталогизированной громкости пения.
Менезес поясняет, что о вокальной амплитуде птиц до сих пор мало известно. Результаты показывают, что некоторые бразильские виды близки к максимальному пределу звукового излучения, наблюдаемому у этих животных. Он заявил g1, что «мы можем с уверенностью сказать, что арапонги Амазонии и Атлантического леса, а также сериема издают самые громкие песни, когда-либо измеренные».
Контекстуализация предыдущих рекордов
Новые открытия также дают контекст предыдущей записи. В 2019 году члены того же университета идентифицировали белую арапонгу, обитающую в Амазонии, как птицу с самой громкой задокументированной песней, достигая пиков до 125,4 дБ, что впоследствии было признано в Книге рекордов Гиннесса.
Таким образом, текущее исследование не определяет единого абсолютного чемпиона. Различные виды могут занимать первое место в зависимости от методологии, используемой исследователями для расчета громкости. Однако для ученых основной фокус заключается в понимании того, почему некоторые птицы эволюционировали, чтобы издавать такой мощный звук.
Обнаруженные физические характеристики
Исследователи выявили две физические характеристики, которые помогают объяснить вариации громкости: телосложение и ширина ротового отверстия. В целом, более крупные птицы, как правило, производят более громкие звуки, имея также более развитые мышцы, которые облегчают большее сжатие воздуха и, следовательно, более энергичное звуковое излучение.
Кроме того, птицы с более сильным вокалом демонстрируют заметно широкие ротовые отверстия. Сравнение, проведенное учеными, напоминает музыкальные инструменты; более широкие структуры, такие как колокола духовых инструментов, могут способствовать усилению звука.
Сериема была названа самым крупным видом среди проанализированных, в то время как арапонги демонстрируют исключительно широкие клювы по отношению к размеру тела.
Экологические и эволюционные гипотезы
Несмотря на эти достижения, исследователям еще не удалось полностью выяснить причину, по которой некоторые виды издают столь экстремальные звуки. До исследования ученые выдвигали несколько гипотез о возможных экологических и эволюционных функциях этих интенсивных песен.
Одна из теорий заключалась в том, что более шумные птицы могут иметь ограниченные возможности полета, используя звук в качестве компенсации за сниженную подвижность. Другая рассматриваемая возможность заключалась в том, что виды, обитающие в густых лесах, нуждаются в более сильном пении, чтобы обеспечить связь, когда зрение неэффективно.
Исследователи также предполагали, что птицы с более громким пением могут иметь более высокую частоту полигамии, поскольку призывы, способные преодолевать большие расстояния, могут помочь в поиске потенциальных партнеров. Однако собранные данные не подтвердили эти предположения в полной мере.
Менезес подчеркивает, что «из экологических факторов, которые мы изучали, ни один не объяснил четко, почему некоторые виды эволюционировали с более громким пением, чем другие. Это не означает, что среда обитания, способность летать или система спаривания никогда не являются важными, но это просто не кажется общим правилом для птиц в целом».
По мнению ученых, хотя размер тела и ширина клюва помогают объяснить, как некоторые птицы производят такие сильные звуки, они все еще не объясняют полностью причину, по которой эта способность развилась. «Должно быть что-то особенно эффективное в том, как они производят или излучают звук, что размер тела и ширина клюва сами по себе не объясняют. Обнаружение этого 'чего-то дополнительного' — это именно один из вопросов, возникающих из исследования», — добавляет он.
Методологические проблемы измерения звука
Определение точной громкости пения в естественной среде является сложным процессом, поскольку интенсивность звука напрямую зависит от расстояния между птицей и измерительным оборудованием. Песня, которая кажется оглушающей вблизи, может быть плохо зарегистрирована на расстоянии сотен метров. По этой причине альтернативой было бы поймать животное и провести эксперименты в лаборатории в контролируемых условиях.
Однако этот метод оказывается непрактичным, когда исследование охватывает множество видов и множество глобальных регионов. Для проведения измерений в полевых условиях ученые использовали лазерные дальномеры, способные измерять расстояние до птицы, вместе с портативными высокоточными шумомерами. Сочетание этих приборов позволило соотнести зарегистрированную интенсивность с расстоянием до животного, получив тем самым сравнимые измерения между видами.
С помощью этой методологии исследователи смогли значительно увеличить количество видов, по которым имеются достоверные данные об амплитуде их пения.
Исследование частично ответило на поставленные вопросы, оставив другие открытыми. Ученые теперь знают, что более крупные птицы с более широкими клювами, как правило, издают более интенсивные звуки. Тем не менее, эти характеристики не объясняют полностью, как некоторые относительно небольшие виды достигают уровней, сопоставимых с очень большими животными.
Для Менезеса два момента должны направлять будущие исследования: каков механизм, который позволяет этим птицам производить и излучать такие мощные звуки, и каково эволюционное преимущество этой способности. «Теперь мы хотим лучше понять, что особенного в этих видах, что позволяет им производить и излучать такие интенсивные звуки».
Сохраняется также неопределенность относительно затрат, связанных с этим поведением. Чрезвычайно громкое пение может способствовать общению или конкуренции за партнеров, но также может повысить уязвимость птицы перед хищниками. «Интересно сейчас проверить напрямую, какие преимущества дают эти чрезвычайно громкие песни и какие издержки с ними связаны. Очень вероятно, что разные виды достигли экстремальных амплитуд совершенно разными эволюционными путями», — заключает бразильский исследователь.
Таким образом, для исследователей обнаружение самых шумных птиц — это только отправная точка. Центральный вопрос заключается в понимании того, почему эволюция привела к тому, что различные виды развили такую экстремальную вокальную способность.