На відміну від ссавців птахи не мають зовнішніх вух. У ссавців ці органи слуху виконують важливу функцію - вони допомагають визначити звуки, що випускаються з різних рівнів по висоті. Однак птахи теж здатні визначити - на якому рівні, вище або нижче, знаходиться джерело звуку. У цьому бере участь вся голова. Ссавці визначають джерело звуку, розташоване у вертикальній площині, використовуючи зовнішні вуха, які поглинають, відбивають або виробляють дифракцію звукових хвиль, завдяки їх специфічній будові. Почуття слуху дає їм змогу визначити локалізацію джерела на вертикальній шкалі. А як птахи вгадують різницю в розташуванні джерела по вертикалі?

Завдяки дослідженням трьох види птахів ворону, качку і домашню курку було встановлено, що птахи здатні вловлювати звук, видаваний з різних рівнів по висоті. Мабуть, їх голова, що має овальний профіль, перетворює звукову хвилю так само, як це роблять зовнішні вуха.

В ході дослідження було заміряно гучність звуків, що випускаються під різними кутами по висоті. Всі звуки, що видавалися з боку вуха, були досить гучними, незалежно від висоти розташування джерела звуку. Вухо на протилежній стороні від джерела звуку визначало висоту його положення більш точно - просто використовуючи різницю в гучності, яка сприймається вухами.


Схематична інтерпретація того, як поєднуються напрямки зору і слуху. При бічному розташуванні очей, як у курки, висота джерела визначається за різницею децибел для лівого і правого вуха (рис. А). При фронтальному розташуванні очей (наприклад, як у сипухи, та інших сов) різниця в децибелах оцінюється в поздовжній вертикальній площині (рис. B). Кольором показана варіативність децибел. Ілюстрація: Hans A. Schnyder и др. Журнал PLoS ONE, 2014; DOI: 10.1371/journal.pone.0112178

Для сприйняття звуку важлива форма голови. Залежно від того, звідки досягає голови звукова хвиля, звук по-різному відбивається, поглинається і дифрагує. Як було з’ясовано, голова для звуків, що приходять з різних напрямків, слугує чимось на зразок приймаючого екрану або резонатора. І спрацьовує тут різниця в сприйнятті найближчого вуха і вуха на іншій стороні голови.

А вже мозок птаха вирішує складнішу задачу і дає відповідь - де знаходиться джерело звуку - вище або нижче птаха, використовуючи різницю у сприйнятті гучності першим та другим вухом. Краще сприйняття і визначення місця розташування джерела відбувається, коли воно знаходиться всередині вертикального сектора від -30 ° до + 30 ° відносно птаха-слухача.

Взаємодія візуальних і аудіосигналів покращує орієнтування птаха. Чому для птаха важливе визначення джерела звуку у вертикальному напрямку? У більшості птахів очі роташовані на бічних сторонах голови, що дає змогу мати кругове поле огляду майже в 360 градусів. У них також розвинена здатність вловлювати звуки, що приходять з різних рівнів по висоті. Вони поєднують візуальні і звукові дані, що дуже важливо, наприклад, при спробі втекти від хижака.

У деяких хижих птахів, таких як, наприклад, сипуха, склалась дещо інша стратегія. Цей вид полює вночі. Очі у сипух розташовані на передній площині голови. Лицьове оперення сприймає і модифікує звук приблизно так само, як це роблять зовнішні вуха. Сова краще за інших птахів чує звуки, що надходять спереду. У підсумку поєднання візуального та звукового сигналів дає максимальний ефект при локалізації джерела звуку.

Джерело: Hans A. Schnyder, Dieter Vanderelst, Sophia Bartenstein, Uwe Firzlaff, Harald Luksch. The Avian Head Induces Cues for Sound Localization in Elevation.PLoS ONE, 2014; 9 (11): e112178 DOI: 10.1371/journal.pone.0112178