Meglepő felfedezés: a cápák akár 75 méterről is meghallják a zsákmányt

Az óceánok világa tele van hangokkal, amelyek a cápák számára létfontosságú információkat hordoznak a környezetükben zajló eseményekről, még akkor is, ha azok messze kívül esnek a látóterükön, ahogy arról a ScienceDaily beszámolt. A ragadozók számára a zsákmányállatok, más ragadozók vagy egyéb élőlények által keltett zajok kulcsfontosságú adatokkal szolgálnak a környezetükről. A tudósok azonban eddig kevés közvetlen bizonyítékkal rendelkeztek arról, pontosan milyen messziről képesek a szabadon úszó cápák meghallani a zajokat, vagy hogy képesek-e azonosítani a távoli hangforrás irányát. A Florida Atlantic University szakemberei most egy úttörő vizsgálat során kezdtek választ adni ezekre a kérdésekre.

A kutatócsoport a feketefoltú cápák (Carcharhinus limbatus) viselkedését vizsgálta, mivel ezek az állatok kiszámítható módon gyűlnek össze Délkelet-Florida partjainál. Palm Beach megye partvidékén minden télen nagy számban verődnek össze, míg az év többi részében kisebb csoportjaik figyelhetők meg a térségben. A tiszta, sekély vizek ideális körülményeket biztosítottak ahhoz, hogy a szakértők drónok segítségével, a felszínről figyeljék meg a cápák természetes mozgását anélkül, hogy megzavarnák őket. Stephen Kajiura professzor, a kutatás vezetője és a biológiai tudományok professzora kiemelte, hogy az állatok bősége és könnyű megközelíthetősége tette lehetővé a kontrollált víz alatti hangkísérletek elvégzését, miközben az állatok természetes viselkedését is megfigyelhették.

A kutatók a teszteket Palm Beach megye sekély part menti vizeiben hajtották végre. Miután lehorgonyozták a hajót, egy víz alatti hangszórót helyeztek a vízbe, amelyet hagytak a sodrással együtt mozogni, akár 19 méteres távolságra is a hajótól. Ez a módszer segített csökkenteni annak a lehetőségét, hogy maga a hajó befolyásolja a cápák viselkedését. A csapat három csoportban játszott le alacsony frekvenciájú hangokat, amelyek 100-200 Hertz, 200-400 Hertz, valamint 400-800 Hertz tartományba estek. Emellett alkalmaztak egy 10 kiloHertz-es kontrollhangot is, amely a cápák ismert hallástartományán kívül esik. A kutatók nem próbálták meg csalogatni az állatokat, hanem elég hangosan játszották le a hangokat ahhoz, hogy az úgynevezett „startle response”, azaz egyfajta megriadási reakciót váltsanak ki.

A kalibrált hidrofonok lehetővé tették a kutatók számára, hogy különböző helyszíneken mérjék a hangszinteket, így pontosan meghatározhatták, mit hallott az egyes cápa abban a pillanatban, amikor reagált. Eközben egy drón, amely 40-50 méterrel a vízfelszín felett repült, rögzítette a szabadon úszó cápák mozgását mind a kísérleti, mind a kontrollhangok lejátszása során. A kutatók ezután képkockáról képkockára elemezték a felvételeket, hogy megállapítsák, milyen messze volt az egyes cápa a hangszórótól, és milyen élesen változott az úszási iránya.

A cápák mindhárom alacsony frekvenciájú hangtartományra reagáltak, de a 10 kiloHertz-es kontrollhangra semmilyen reakciót nem mutattak. Az alacsony frekvenciájú hangokat akár 74 méteres (243 láb) távolságból is észlelték, ami lényegesen nagyobb távolság, mint amit korábban a szabadon úszó cápáknál bizonyítottak. Ugyanilyen fontos, hogy az állatok gyakran gyors fordulatot tettek a hangszórótól elfelé. Ez a viselkedés azt jelzi, hogy nem csupán a hang jelenlétét észlelték, hanem képesek voltak meghatározni azt az irányt is, ahonnan a hang érkezett.

A rögzített válaszreakciók több mint 70 százaléka az úgynevezett akusztikus távoli mezőben történt. A cápák különösen érzékenyek voltak az alacsonyabb frekvenciájú hangokra, amelyeket nagyobb távolságból és alacsonyabb hangszinteken is észleltek. Kajiura professzor szerint különösen érdekes, hogy a cápák az akusztikus közeli mezőn túli hangokra is reagáltak, ahol a hang viselkedése eltér a forráshoz közeli állapottól. Ez arra utal, hogy a cápák a hanggal járó részecskemozgást még jelentős távolságból is képesek észlelni, amit korábban nem sikerült bizonyítani a szabadon úszó példányoknál.

Az eredmény azért is figyelemre méltó, mert a cápák nem rendelkeznek azzal a gázzal telt úszóhólyaggal, amely sok csontos halnál megtalálható. Ezeknél a halaknál az úszóhólyag hozzájárulhat a hangnyomás érzékeléséhez. A cápák ezzel szemben vélhetően nagymértékben a belső fülükre támaszkodnak. Ez magában foglalja a macula neglecta nevű speciális érzékszervi struktúrát, amely segíthet nekik a vízben terjedő hangok által generált mozgások és rezgések észlelésében.

A kutatás azt is bemutatja, miért lehet az óceánban végzett hallásvizsgálat olyan információkat feltárni, amelyeket laboratóriumi tartályokban nehéz megszerezni. Egy tartály belsejében a hang többszörösen visszaverődhet a falakról, bonyolult akusztikus mintákat hozva létre, amelyek megnehezíthetik az állat reakciójának értelmezését. Caroline Sullivan, a kutatás vezető szerzője, aki a munkát a biológiai tudományok mesterképzésének részeként végezte, elmondta: „A tartályban végzett halláskísérletek során a hang visszaverődik a falakról, ami összetett és zavaró jeleket okoz – olyan, mintha egy tükörlabirintusban lennénk. Ezért olyan fontos, hogy az ilyen típusú kísérleteket az óceánban, vadon élő cápákkal végezzük el, hogy természetes reakciót kapjunk”.

A kutatás társszerzője Edmund Gerstein, a Charles E. Schmidt College of Science kutatási igazgatója. A megfigyelések arra utalnak, hogy a hang hasznos információkkal szolgálhat a cápáknak a több száz lábnyira zajló eseményekről, jóval azelőtt, hogy az állatok vagy tárgyak a látóterükbe kerülnének. A kutatók most azt szeretnék pontosabban megérteni, hogyan észleli és dolgozza fel a cápa érzékszervi rendszere ezeket a távoli akusztikus jeleket.

Kajiura professzor szerint az óceán egy akusztikus környezet, amelyre a cápák olyan módon vannak ráhangolódva, amit csak most kezdünk megérteni. A képesség, hogy több száz láb távolságból észleljék és reagáljanak a hangokra, fontos információforrást biztosít ezeknek a ragadozóknak a környezetükről. A következő kérdés az, hogy az érzékszervi rendszerük hogyan teszi lehetővé számukra ezeknek a távoli hangoknak a befogadását és értelmezését. A munkát a Colgan Foundation támogatta, amelyet Kajiura kapott, valamint a National Save the Sea Turtle Foundation, amelyet Sullivan nyert el.

A tudományos közösség számára ezek az eredmények új távlatokat nyitnak a tengeri ragadozók viselkedésének és érzékelésének vizsgálatában. A jövőbeli kutatások várhatóan még mélyebb betekintést nyújtanak majd abba, hogyan navigálnak és vadásznak ezek az állatok a hatalmas, zajos óceáni környezetben, ahol a látás gyakran korlátozott, de az akusztikus információk folyamatosan rendelkezésre állnak.