Как работают мурчалки
“Если мы захотим понять как работает кошка и разберем ее, то мы получим только одно – не работающую кошку” (с) возможно Фейнман, но это не точно
Один из самых восхитительных звуков для любителей кошек — это мурчание их хвостатого питомца, когда его чешут за ушками. Однако то, как кошки издают мурлыканье, долгое время оставалось загадкой. Ученые разработали различные теории, чтобы разгадать загадку, но лишь немногие из них когда-либо были проверены.
Новое исследование может наконец-то дать ответ. У домашних кошек есть «подушечки», встроенные в их голосовые связки, которые добавляют дополнительный слой жировой ткани, позволяющий им вибрировать на низких частотах, сообщают ученые в журнале Current Biology . Более того, гортань кошек, возможно вообще не нуждается в какой-либо информации от мозга, чтобы произвести мурлыканье.
Домашние кошки маленькие, большинство из них весят около 4,5 килограммов, и исследователи ломали голову над тем, как этим животным удается генерировать низкочастотные звуки мурчания — обычно между 20 и 30 герцами (Гц). Такие частоты обычно наблюдаются только у гораздо более крупных животных, таких как слоны, у которых голосовые связки гораздо длиннее. В то же время домашние кошки неспособны издавать звуки, присущие их большим родственникам – громкий рык.
Большинство вокализаций млекопитающих, включая другие кошачьи звуки, такие как мяуканье и шипение, производятся схожим образом образом: сигнал от мозга заставляет голосовые связки сокращаться, а поток воздуха через гортань заставляет связки стучать друг о друга сотни раз в секунду, производя звук. Этот процесс представляет собой пассивное явление: как только голосовые связки начинают вибрировать, для их поддержания не требуется никаких дополнительных нейронных воздействий. Долгое время считалось, что мурлыкание имеет схожу природу.
Но в 1970-х годах ученые выдвинули гипотезу, что мурлыкание вызывают активные сокращения мышц. Домашние кошки активно сокращают и расслабляют мышцы гортани примерно 30 раз в секунду, чтобы мурлыкать. Данную гипотезу, подтверждали измерения электрической активности мышц гортани у мурлыкающих кошек, а потому она прижилась и стала распространенным объяснением кошачьего мурлыканья.
Новое исследование ставит гипотезу активного сокращения мышц гортани под сомнение. Для проведения работы ученые удалили гортани у восьми домашних кошек, все из которых были гуманно усыплены из-за неизлечимой болезни и исследованы с полного согласия их владельцев. Исследователи сжали голосовые связки и прокачали через них теплый, увлажненный воздух. Любой производимый в условиях данного эксперимента звук возникал без мышечных сокращений или каких-либо сигналов от мозга.
Команда смогла вызвать мурлыканье во всех гортанях, что стало «большим сюрпризом», по словам ведущего автора исследования Кристиан Хербст из Венского университета. Все восемь гортаней производили самоподдерживающиеся колебания с частотой от 25 до 30 Гц, что позволяет предположить, что мурлыканье не обязательно требует активных мышечных сокращений.
Изучив анатомию более внимательно, Хербст и его коллеги обратились к необычным массам фиброзной ткани, расположенным в голосовых связках кошек. Анатомы замечали эти образования и раньше, но никто не знал их функцию. Возможно, что эти «подушечки» увеличивают плотность голосовых связок, заставляя их вибрировать медленнее и позволяя кошкам издавать низкочастотные звуки, несмотря на их относительно небольшой размер.
Однако Дэвид Райс, инженер-биомеханик из Тулейнского университета, который проводил исследования механики кошачьего мурлыканья, не до конца убежден. Он говорит, что нет никакой гарантии, что голосовые связки живых кошек ведут себя так же, как связки, удаленные хирургическим путем. По его словам, простой взгляд на вырезанную гортань «все равно что снять мундштук с духового инструмента и изолированно анализировать его звуки».
Поэтому Хербст не настаивает на том, что мурлыкание вызвано полностью без воздействия нейронов. Вероятно оно вызвано сочетанием нейронного контроля и самоподдерживающихся колебаний, но подтвердить это крайне сложно. Как он отмечает, кошка обычно мурчит только тогда, когда чувствует себя в безопасности, комфортно и удовлетворенно, а это было бы невозможно, если бы кошачьим в гортань вставляли неудобные зонды. Пока ученые не найдут способ обойти эту проблему, точку в вопросе поставить будет невозможно.
P.S. Текст является вольным переводом статьи: https://www.science.org/content/article/how-do-cats-p..
