Kiedy grzechotnik potrząsa ogonem, czy słyszy grzechotanie? Naukowcy od dawna starają się zrozumieć, w jaki sposób węże, które nie mają zewnętrznych uszu, wyczuwają dźwięki. Teraz, nowe badania pokazują, że fale dźwiękowe powodują wibracje w czaszce węża, które są następnie „słyszane” przez ucho wewnętrzne.
„Istnieje ten trwały mit, że węże są głuche,” mówi neurobiolog Bruce Young z Uniwersytetu Massachusetts, Lowell, który nie był zaangażowany w nowe badania. „Badania behawioralne sugerowały, że węże mogą w rzeczywistości słyszeć, a teraz ta praca poszła o krok dalej i wyjaśniła jak.”
W człowieku, fale dźwiękowe podróżujące przez powietrze uderzają w błonę bębenkową, powodując ruch małych kości i wibracje małych komórek włosowych w uchu wewnętrznym. Te wibracje są następnie tłumaczone na impulsy nerwowe, które wędrują do mózgu. Węże mają w pełni ukształtowane struktury ucha wewnętrznego, ale nie mają błony bębenkowej. Zamiast tego, ich ucho wewnętrzne jest połączone bezpośrednio z kością szczękową, która spoczywa na ziemi, gdy węże się ślizgają. Poprzednie badania wykazały, że wibracje podróżujące przez ziemię – takie jak kroki drapieżników lub ofiar – powodują wibracje w kości szczękowej węża, przekazując sygnał do mózgu przez ucho wewnętrzne.
Wciąż jednak nie było jasne, czy węże mogą słyszeć dźwięki podróżujące w powietrzu. Biolog Christian Christensen z Uniwersytetu Aarhus w Danii przyjrzał się bliżej jednemu szczególnemu gatunkowi węży – pytonowi kulistemu (Python regius). Studiowanie ich nie było łatwe. „Nie można wytrenować węży, by reagowały na dźwięki określonymi zachowaniami, tak jak można to zrobić z myszami” – mówi Christensen. Zamiast tego, on i jego koledzy użyli elektrod przymocowanych do głów gadów, aby monitorować aktywność neuronów łączących wewnętrzne uszy węży z ich mózgami.
Za każdym razem, gdy dźwięk był odtwarzany przez głośnik zawieszony nad klatką węża, badacze mierzyli, czy nerw przekazuje impuls elektryczny (węże nie wykazywały żadnej zewnętrznej reakcji na dźwięki). Impulsy nerwowe były najsilniejsze, jak odkryli badacze, przy częstotliwościach pomiędzy 80 a 160 herców – mniej więcej na poziomie najniższych dźwięków wiolonczeli, choć niekoniecznie dźwięków, które węże często napotykają w naturze.
Naukowcy od dawna zmagają się ze zrozumieniem, w jaki sposób węże, które nie mają zewnętrznych uszu, wyczuwają dźwięki. Teraz, nowe badanie pokazuje, że fale dźwiękowe wywołują wibracje w czaszce węża, które są następnie „słyszane” przez ucho wewnętrzne. (Astrid Riecken/FOR THE WASHINGTON POST) Węże nie wydają się reagować na wibracje, które te dźwięki powodują w ziemi, ponieważ te wibracje były zbyt słabe, aby wywołać aktywność nerwową, gdy nie towarzyszył im dźwięk w powietrzu, odkrył Christensen i jego koledzy. Jednakże, kiedy badacze przymocowali czujnik do czaszki węża, odkryli, że fale dźwiękowe powodowały wystarczające wibracje w kości – bezpośrednio przez powietrze – aby węże mogły je wyczuć. Wyniki pojawiły się niedawno w The Journal of Experimental Biology.
Young nazywa pracę „niezwykle miłą”, ale zauważa, że zespół badał tylko jeden gatunek węża. „Biorąc pod uwagę, że istnieje prawie 3000 rodzajów węży, następnym pytaniem byłoby, jak to się różni między nimi”. Niektóre węże, zauważa, są znane z tego, że są lepsze w wyczuwaniu wibracji przez ziemię, więc ich zdolność do wyczuwania fal dźwiękowych w powietrzu może być zmniejszona. Ponieważ wiele dźwięków jest zbyt słabych, by wywołać wibracje przenoszone przez ziemię, które węże mogą wyczuć, posiadanie obu zdolności pomaga im wykryć szerszy zakres dźwięków. Niektóre salamandry i żaby nie mają błony bębenkowej, również, zauważa, i mogą słuchać w ten sam sposób, w jaki robią to węże.
Young mówi również, że prawdopodobnie istnieją inne sposoby, że węże wyczuwają wibracje w powietrzu i na ziemi. „Wiemy, że węże mają pewne specjalne narządy zmysłów w skórze i głowie, które prawdopodobnie reagują na wibracje. I mamy pewne dowody, że wykrywają wibracje wzdłuż długości ich ciała,” mówi. „Jest mało prawdopodobne, aby to było ostateczne słowo na temat tego, jak węże wyczuwają dźwięk i wibracje.”
Ten artykuł został zaadaptowany z ScienceNOW, codziennego serwisu informacyjnego online czasopisma Science.