Урчит, как трактор: как кошки научились издавать этот умилительный звук

Специалисты из Лаборатории биоакустики Венского университета (Австрия) с коллегами-ветеринарами обнаружили в голосовых связках кошек специальные «встроенные подушечки», которые позволяют домашним питомцам урчать, «как трактор», когда они довольны и наслаждаются. Во время анатомического исследования ученые, похоже, нашли ответ на давнюю загадку: было неясно, как такие маленькие животные могут производить такие низкочастотные звуки. Результаты, опубликованные в Current Biology, наконец проливают свет на то, как кошки мурчат и откуда издается звук.

Пассивная вибрация

Большинство млекопитающих издают свои вокализации с помощью так называемых самоподдерживающихся колебаний тканей гортани. Этот процесс только запускается сигналом мозга, который заставляет голосовые связки прижаться друг к другу в первый раз. А затем под действием потока воздуха, идущего через гортань, они продолжают сталкиваться сотни раз в секунду, создавая звук. Эта вибрация — уже пассивный процесс, не требующий дополнительных приказов и контроля от мозга.

Так же работают кошачьи мяуканье и шипение, например. А вот низкочастотное мурлыкание или урчание долго считалось активным процессом, контролируемым импульсами нейронов. Ученые предполагали, что здесь механизм радикально отличается от общего: якобы домашние кошки по сигналам мозга активно сокращают и расслабляют мышцы гортани около 30 раз в секунду, чтобы мурлыкать. Но прямых доказательств этой гипотезы не было.

Домашние кошки — довольно мелкие существа со средним весом около 4,5 килограмма, а для таких размеров не характерны низкочастотные вокализации в 20-30 Гц, как при мурлыкании. Обычно их способны генерировать гораздо более крупные животные, такие как слоны с их длинными голосовыми связками. Поэтому ученые ломали голову над разгадкой.

Всё дело в «подушечках»

В новом исследовании команда проверила гипотезу активных мышечных сокращений на восьми уже умерших кошках: с разрешения владельцев у животных вырезали гортани, чтобы исследовать их диапазоны основных частот. Если бы теория АМС была верна, то изолированная гортань без нервной и мышечной активности не смогла бы воспроизвести низкочастотные звуки.

Однако все восемь раз, когда ученые сжали голосовые связки и прокачали через них теплый увлажненный воздух, смоделировав тот самый пассивный процесс самоподдерживающихся колебаний, они получали типичные звуки мурлыканья кошек.

Дальнейший гистологический анализ показал, что в складках голосовых связок у всех кошек есть скопления фиброзной ткани диаметром до 4 миллиметров. Эти «подушечки» из соединительных волокон анатомы обнаруживали и раньше, но не знали их назначения. Авторы предполагают, что именно эта особенность обеспечивает дополнительную плотность связок и дает кошкам необычные для них низкие частоты при мурлыкании.

Выводы исследования показывают, что этот процесс не требует никакого контроля от мозга и сознательного сокращения мышц. Он является пассивным, как и другие вокализации позвоночных, запускается одним первоначальным нейронным сигналом «на мурчание» и далее воспроизводится автоматически.