Hur kan valar höra under vatten?

Djur som valar och delfiner använder ljud, när de jagar nästa måltid eller uppvaktar en partner. Nu kastar ny forskning ljus på exakt hur havsdäggdjur har utvecklat förmågan att höra under vattnet.

8 april 2015 av Jane J. Lee

Valar och delfiner har med tiden utvecklat inneröron

Valar har öron som ”flyter” inne i huvudet och gör att de kan räkna ut varifrån ljud under vattnet kommer. En del människor jämför det förvrängda ljudet av en voicemail med någon som talar under vattnet, och det på goda grunder. Våra öron är nämligen inte konstruerade för en undervattensvärld. Djur som valar och delfiner använder dock hela tiden ljud, när de jagar nästa måltid eller uppvaktar en partner.

Valar och delfiner hade förfäder på land, och för flera miljoner år sedan gav de sig ut i vattnet. Övergången till den nya miljön innebar bland annat en förändring av öronen, så att de tydligt kunde höra ljud under vattnet och avgöra varifrån ljuden kom, säger Nick Pyenson, som är chef för avdelningen för fossila däggdjur på Smithsonian's National Museum of Natural History i Washington DC i USA.

Så även om havsdäggdjurs öron fortfarande till övervägande delen består av samma delar som människors öron, har de modifierats för att kunna fungera i havet, säger Nick Pyenson, som har fått stöd till sin forskning från National Geographic.

Maya Yamato, som är valbiolog på Smithsonian's National Museum of Natural History, berättar här om några av skillnaderna mellan människors och valars öron – och varför undervattensljud är ”inbäddade i bomull” för människoöron.

Ljud är vibrationer i luften eller vattnet, som människor eller djur uppfattar som brus, eller hur?

  • Ja.

Varför kan vi då inte höra under vattnet?

  • Vi kan mycket väl höra under vattnet, vi hör bara inte särskilt bra. Våra öron är utformade för att höra i luft. Vi har en luftfylld hörselgång – i änden av den sitter en trumhinna, som reagerar på ljud genom att vibrera, vilket utlöser en kedjereaktion av rörelser i hörselbenen. Vibrationerna överförs till innerörat, där den mekaniska energin översätt till elektriska impulser till hjärnan. Under vattnet vibrerar hela kraniet som reaktion på ljud, och därför påverkas båda våra öron på en gång. Det innebär i praktiken att det är väldigt svårt att avgöra varifrån ljudet kommer.

Hur hindrar huvudets vibration oss från att lokalisera ljud?

  • När kraniet vibrerar – de ben som omger mellanörat och innerörat är integrerade i kraniet – vibrerar båda öronen tillsammans med kraniet. Det sker inte i luft. Hos valar är de ben som omger mellanörat och innerörat isolerade från kraniet som ett led i en mekanism som isolerar öronen från varandra och från kraniet, och därför är de mycket bättre på att avgöra varifrån ljud kommer.

Så om djur ska kunna lokalisera ljud måste ljudet nå öronen vid förskjutna tidpunkter?

  • Det ingår dels en tidsförskjutning, dels en skillnad i ljudstyrka. På grund av resten av huvudet låter ljudet inte på samma sätt i ena sidan som i den andra. Ljudet anländer snabbare till det ena örat, där det även är högre.

Hur fungerar våra öron i jämförelse med valars?

  • Hos landlevande däggdjur som vi hjälper ytterörat till att fånga upp ljudet och dirigera in det i örat. Det fungerar för att de akustiska egenskaperna i luft och i mänsklig mjukvävnad är olika, så ljudet påverkas av ytterörat och dirigeras in i hörselgången. När det kommit in dit får det trumhinnan och hörselbenen att vibrera.

I vatten är de akustiska egenskaperna i mjukvävnad och i vattnet någorlunda desamma, och därför spelar ytterörat ingen större roll.

Vi vet fortfarande inte så mycket om bardvalars hörsel, men hos tandvalar kommer ljudet in genom ett antal fettfyllda hålrum i käkarna i stället för genom hörselkanalen.

Fettet är fäst vid en del av örat som kallas för den akustiska tratten, och vi tror att svängningarna därifrån får hörselbenen att vibrera och fortplanta sig vidare till det vätskefyllda innerörat.

Den största skillnaden är att valar inte har en fungerande hörselkanal, och att benen i örat inte är fästa vid kraniet. Dessutom omges varje öra av bihålor, som bidrar till att isolera öronen.

Läs också

Kanske är du intresserad av...