Исследование, опубликованное в журнале Acta ethologica, впервые зафиксировало использование ультразвука амфибиями в Южной Америке. В нем также описан первый задокументированный случай использования ультразвука для защиты от хищников, сигнал бедствия оглушительной силы для многих животных, но неслышимый для человека.
«Некоторые потенциальные хищники земноводных, такие как летучие мыши, грызуны и мелкие приматы, способны издавать и слышать звуки на этой частоте, чего люди не могут. Одна из наших гипотез состоит в том, что сигнал бедствия адресован некоторым из них, но, возможно также, что широкий диапазон частот является универсальным в том смысле, что он должен отпугивать как можно больше хищников», — говорит автор статьи Убирата Феррейра Соуза.
Другая гипотеза заключается в том, что крик призван привлечь другое животное к атаке на хищника, угрожающего амфибии, в данном случае на листовую лягушку (Haddadus binotatus), вид, эндемичный для бразильских атлантических тропических лесов.
Исследователи дважды записали сигнал бедствия. Когда они проанализировали звук с помощью специального программного обеспечения, они обнаружили, что он имеет диапазон частот от 7 килогерц (кГц) до 44 кГц. Люди не могут слышать частоты выше 20 кГц, которые классифицируются как ультразвук.
Издавая сигнал бедствия, эта лягушка совершает серию движений, типичных для защиты от хищников. Он поднимает переднюю часть тела, широко открывает рот и откидывает голову назад. Затем он частично закрывает рот и издает крик, который варьируется от диапазона частот, слышимого человеком (7–20 кГц), до неслышимого диапазона ультразвука (20–44 кГц).
«Учитывая тот факт, что разнообразие амфибий в Бразилии является самым высоким в мире: описано более 2000 видов, неудивительно, что другие лягушки также издают звуки на этих частотах», — сказала соавтор исследования Мариана Ретучи Понтес.
Использование этой стратегии другим видом могло быть случайно обнаружено самой Понтес. В январе 2023 года во время посещения государственного туристического парка Верхняя Рибейра (PETAR) в Ипоранге, штат Сан-Паулу, Понтес увидела на камне животное, которое, вероятно, было большеголовой лягушкой Хенселя (Ischnocnema henselii).
Держа лягушку за ноги, пытаясь сфотографировать, она с удивлением обнаружила, что ее защитные движения и сигналы бедствия очень похожи на движения H. binotatus. Копьеголовая гадюка (Bothrops jararaca) находилась в нескольких футах от нее, что, очевидно, подтверждало гипотезу о том, что такое поведение является реакцией на хищников.
Она смогла записать видео, но не смогла проанализировать звуковое сопровождение, чтобы подтвердить наличие ультразвукового диапазона частот. Согласно документации H. binotatus, захват лягушачьих лапок — это движение, обычно используемое исследователями для имитации нападения хищника.
«Оба вида живут в опавших листьях, имеют одинаковый размер [от 3 до 6 см] и имеют схожих хищников, поэтому вполне возможно, что I. henselii также использует этот сигнал бедствия с помощью ультразвука, чтобы защитить себя от естественных врагов», — сказал соавтор исследования Луис Фелипе Толедо.
Впервые Толедо заподозрил, что H. binotatus издает звуки на частотах, слишком высоких для человеческого слуха, в 2005 году, когда он был доктором философии. кандидат Института биологических наук Университета штата Сан-Паулу (IB-UNESP) в Рио-Кларо. Однако он не смог проверить частоты выше 20 кГц из-за ограничений имевшегося на тот момент оборудования.
Имеются также записи ультразвуковых криков трех азиатских видов амфибий, но соответствующие частоты используются для общения между особями одного и того же вида. Среди млекопитающих использование ультразвука распространено среди китов, летучих мышей, грызунов и мелких приматов. Его использование амфибиями для самозащиты от хищников было неизвестно до исследования Соузы.
Теперь исследователи планируют ответить на ряд вопросов, поднятых в результате открытия, например, какие хищники чувствительны к сигналу бедствия, как они на него реагируют и предназначен ли этот сигнал для того, чтобы напугать их или привлечь их естественных врагов. «Может быть, этот призыв призван привлечь сову, которая нападет на змею, которая собирается съесть лягушку?» – удивился Соуза.
