Miten valaat kuulevat veden alla?

Valaiden ja delfiinien kaltaiset eläimet käyttävät ääniä hyväkseen pyydystäessään ateriaa tai houkutellessaan kumppania. Hiljattain tehty tutkimus valaisee sitä, miten valaat ja muut merinisäkkäät ovat kehittäneet kyvyn veden alla kuulemiseen.

keskiviikko 8. huhtikuuta 2015 teksti Jane J. Lee

Valaat ja delfiinit ovat sopeutuneet merielämään korviaan myöten

Valailla on korvat, jotka ”kelluvat” pään sisällä. Niiden avulla eläimet pystyvät määrittämään, mistä päin vedenalaiset äänet tulevat. Jotkut vertaavat puhelinvastaajan vääristynyttä ääntä vedenalaiseen puhumiseen, ja siihen on hyvät perusteet. Korvamme eivät nimittäin ole kehittyneet vedenalaista maailmaa varten. Valaiden ja delfiinien kaltaiset eläimet käyttävät kuitenkin koko ajan ääniä pyydystäessään seuraavaa ateriaa tai houkutellessaan kumppania.

Valaiden ja delfiinien edeltäjät elivät maalla ja siirtyivät mereen miljoonia vuotta sitten. Siirtyminen uuteen ympäristöön merkitsi muun muassa korvien muuttumista siten, että eläimet pystyivät kuulemaan kunnolla veden alla ja arvioimaan äänen tulosuunnan, kertoo Nick Pyenson, joka johtaa fossiilisten nisäkkäiden osastoa Smithsonian luonnonhistoriallisessa museossa Washingtonissa.

Vaikka merinisäkkäiden korvat edelleen muistuttavatkin rakenteeltaan pääosin ihmiskorvaa, ne ovat kehittyneet toimimaan meressä, jatkaa Nick Pyenson, jota National Geographic on tukenut tutkimuksessa.

Maya Yamato, joka toimii Smithsonian luonnonhistoriallisessa museossa valasbiologina, kertoo tässä ihmisen ja valaiden korvan eroista ja siitä, miksi äänet kuulosta veden alla ihmiskorvaan ”vanuun pakatuilta”.

Ääni on pohjimmiltaan ilman tai veden värähtelyä, jonka ihmiset ja eläimet kokevat meluna, eikö niin?

– Kyllä.

Miksi ihminen sitten ei kuule veden alla?

– Ihminen kyllä kuulee veden alla, muttei erityisen hyvin. Ihmiskorva on sopeutunut kuulemaan ilmassa. Ihmisen korvakäytävässä on ilmaa, ja käytävän toisessa päässä on tärykalvo, joka reagoi värähtelemällä, mikä aiheuttaa ketjureaktion kuuloluissa. Värähtely siirtyy sisäkorvaan, jossa mekaaninen energia välittyy sähköimpulsseina aivoihin.

Veden alla koko kallo värähtelee äänen vaikutuksesta, ja siksi molemmat korvat reagoivat samanaikaisesti. Käytännössä se tarkoittaa, että äänen tulosuuntaa on hyvin vaikea arvioida.

Miten pään värähtely ehkäisee äänen paikantamista?

– Kun kallo ja väli- sekä sisäkorvaa ympäröivät, kalloon yhteydessä olevat luut värähtelevät, molemmat korvat värähtelevät kallon mukana. Näin ei tapahdu ilmassa. Valailla väli- ja sisäkorvaa ympäröiviä luita erottaa kallosta mekanismi, joka eristää korvat toisistaan ja kallosta, ja siksi niillä on paljon paremmat edellytykset arvioida, mistä päin äänet tulevat.

Jos siis eläimet pystyvät paikantamaan äänen, tuleeko se korviin eri aikaan?

– Osittain kyse on ajallisesta viipeestä, osittain äänenvoimakkuuden eroista. Pään muun rakenteen vuoksi ääni ei kuulu molemmilla puolilla samalla tavalla. Ääni saavuttaa nopeammin toisen korvan, jossa se on myös korkeampi.

Miten ihmiskorvat toimivat verrattuna valaiden korviin?

– Maanisäkkäillä, kuten ihmisillä, ulkokorva kerää ääniä ja johtaa ne korvaan. Tämä on toimiva järjestelmä, koska ilman ja ihmisen elimistön akustiset ominaisuudet poikkeavat toisistaan. Korvassa ääni saa tärykalvon ja kuuloluut värähtelemään.

Vedessä elimistön ja veden akustiset ominaisuudet ovat kuitenkin melko samanlaiset, joten ulkokorvalla ei juuri ole merkitystä.

Emme tiedä vieläkään kovin paljon hetulavalaiden kuulosta, mutta hammasvalailla ääni kulkeutuu sisään leukojen rasvaa sisältävistä onteloista.

Rasva on kiinnittynyt korvan siihen osaan, jota kutsutaan kuulotorveksi, ja uskomme, että sen värähtelyt saavat kuuloluut värähtelemään, jolloin ääni siirtyy edelleen nesteen täyttämään sisäkorvaan.

Suurin ero on, ettei valailla ole toimivaa korvakäytävää ja että korvan luut eivät ole kiinni kallossa. Lisäksi korvien ympärillä on onteloita, jotka eristävät korvia.

Ehkä sinua kiinnostaa...

Ehkä tämä kiinnostaa sinua ...