Подслушивание природы помогло сделать несколько открытий

Учёные недавно сделали несколько замечательных открытий о нечеловеческих звуках. С помощью цифровой биоакустики — крошечных портативных цифровых записывающих устройств, похожих на те, что находятся в вашем смартфоне, — исследователи документируют универсальную важность звука для жизни на Земле.

Размещая эти цифровые микрофоны по всей Земле, от глубин океана до Арктики и Амазонки, ученые открывают скрытые звуки природы, многие из которых возникают на ультразвуковых или инфразвуковых частотах выше или ниже диапазона человеческого слуха. Нелюди ведут непрерывный разговор, большую часть которого не слышит невооруженное человеческое ухо. Но цифровая биоакустика помогает нам слышать эти звуки, функционируя как слуховой аппарат планетарного масштаба и позволяя людям записывать звуки природы за пределами наших сенсорных возможностей. С помощью искусственного интеллекта (ИИ) исследователи теперь расшифровывают сложную коммуникацию у других видов.

Подслушивая природу, ученые узнают удивительные вещи. Многие виды, которые мы когда-то считали немыми, на самом деле издают шум — в некоторых случаях много шума. Например, исследование Камилы Феррары из Общества охраны дикой природы Бразилии показало, что амазонские морские черепахи издают более 200 различных звуков. Исследования Феррары показали, что вылупившиеся черепахи даже издают звуки, еще находясь в яйцах, до того, как они вылупятся, чтобы координировать момент своего рождения. Акустические исследования Феррары также показали, что черепахи-матери ждут поблизости в реке, призывая своих детенышей увести их в безопасное место, подальше от хищников: первое научное доказательство родительской заботы у черепах, которые, как ранее считалось, просто отказываются от своих яиц.

И это, вероятно, будет только первой главой в открытиях черепашьего шума. Габриэль Йоргевич-Коэн из Цюрихского университета недавно собрал записи более 50 видов черепах, ранее считавшихся не говорящими.

Ученые также узнают, что вокально активные виды, такие как летучие мыши, издают звуки, которые содержат гораздо более сложную информацию, чем считалось ранее. Эхолокация летучих мышей, например, была открыта почти столетие назад. Но только недавно исследователи начали расшифровывать звуки, которые летучие мыши издают для других целей. Записав многочасовые вокализации летучих мышей и расшифровав их с помощью алгоритмов искусственного интеллекта, ученые обнаружили, что летучие мыши помнят одолжения и затаивают обиды; социально дистанцироваться и вести себя тихо во время болезни; и использовать голосовые ярлыки, раскрывающие индивидуальную и родственную идентичность. Самцы летучих мышей учат от своих отцов территориальные песни на определенных диалектах и, подобно птицам, поют эти песни, чтобы защищать территорию и привлекать партнеров, что ученые характеризуют как культуру.

Исследование, проведенное Мирьям Кнёрншильд в Коста-Рике с летучими мышами с мешковидными крыльями, показало, что летучие мыши-матери лепечут своим детям на «материнском языке», как люди; таким образом детеныши летучих мышей учатся вокализовать. До недавнего времени ученые понятия не имели, что летучие мыши способны обучаться вокалу или передавать такую ​​сложную информацию своими вокализациями.

Акустический тюнинг также широко распространен в природе. Личинки кораллов и рыб находят дорогу домой, отпечатываясь в уникальных звуках, издаваемых рифом, где они родились. Мотыльки развили способность глушить эхолокацию, чтобы скрыться от сонара летучих мышей. Цветы и виноградные лозы развили листья, чтобы отражать эхолокацию обратно к летучим мышам, как если бы они заманивали своих опылителей ярким акустическим фонариком. В ответ на жужжание пчел цветы заливаются нектаром. Растения реагируют на некоторые звуковые частоты тем, что растут быстрее; а некоторые виды, в том числе помидоры, табак и ростки кукурузы, даже издают шум, хотя и намного выше нашего слышимого диапазона.

Йосси Йовель из Тель-Авивского университета, чьи исследования связывают неврологию и экологию, обучил алгоритм искусственного интеллекта прослушиванию растений помидоров; алгоритм научился определять, были ли растения обезвожены или повреждены, просто слушая разные звуки, которые они издавали. Хотя люди не могут слышать ультразвуковые частоты, на которых шумят растения, мы знаем, что некоторые насекомые и животные могут. Могут ли растения сигнализировать о своем состоянии — здоровом или страдающем — другим существам? Природа полна резонансных тайн звука, которые люди только начинают осознавать.

В настоящее время ученые пытаются использовать эти цифровые открытия для разработки инструментов межвидового общения с такими разными существами, как медоносные пчелы и киты, что поднимает как этические, так и философские вопросы. Имеем ли мы право подслушивать не-людей и собирать данные без их согласия? Оспаривает ли существование сложной коммуникации у животных утверждение о том, что только люди владеют языком? Каковы риски вовлечения других видов в разговоры, опосредованные ИИ, когда мы знаем о предубеждениях, заложенных в системах ИИ?

Когда мы решаем эти ориентированные на будущее вопросы, мы не должны забывать о насущной проблеме шумового загрязнения, снижение которого может иметь немедленные, положительные и значительные последствия как для не-людей, так и для людей. Замалчивать человеческую какофонию — главная задача нашего времени. Цифровое прослушивание показывает, что нам еще многое предстоит узнать о нечеловеческих существах, и предлагает новые способы защиты и сохранения окружающей среды. Возможно, однажды мы изобретем зоологическую версию Google Translate. Но сначала нам нужно научиться слушать.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.