Komunikacja dźwiękowa ryb

Wbrew powszechnie panującej opinii, że ryby głosu nie mają, naukowcy stwierdzili, że wiele gatunków ryb porozumiewa się między sobą przy użyciu fal dźwiękowych. Komunikacja dźwiękowa ryb nie jest zjawiskiem rzadkim. Jednak tylko nieliczne dźwięki wydawane przez ryby są słyszalne dla ludzi. Ichtiolodzy wyróżniają wśród głosów ryb dźwięki, które mają nawoływać np. podczas tarła (garbikowate, bassowate, batrachowate, mrukowate, sumowate), odstraszać (przydatne przy wszelkiego rodzaju utarczkach) lub wyrażać emocje (np. strach).

Na podstawie obecnej wiedzy uważa się, że komunikacja dźwiękowa ryb jest istotnym nośnikiem informacji. Stwierdzono również, że dźwięki wydawane przez spokrewnione gatunki ryb np. bassowate, garbikowate, mrukowate, dorszowate, guramiowate różnią się pod względem „wzoru” wydawanych dźwięków. U garbikowatych i bassowatych udowodniono, że ryby te są w stanie rozróżniać dźwięki wydawane przez osobniki tego samego gatunku od gatunków spokrewnionych, zwłaszcza na podstawie częstości impulsów. Natomiast mrukowate z rodzaju Pollimyrus potrafią odróżniać trzaski powtarzające się w odstępach poniżej 1 milisekundy.

Jak ryby generują dźwięki

Ryby wykształciły bardzo różnorodne mechanizmy, służące do generowania dźwięku. Ogólnie można wyróżnić trzy sposoby jego wytwarzania: pocieranie twardych struktur o siebie – ten rodzaj dźwięku określany jest nazwą strydulacja (ten mechanizm wykorzystują również owady np. konik polny), wibracja pęcherza pławnego oraz dźwięki powstające przypadkowo podczas jakiejś aktywności.

Strydulacja

Strydulacja generuje dźwięki o niskiej częstotliwości, bywa że dla ucha ludzkiego są one niesłyszalne. Bez wątpienia jest to najczęściej wykorzystywany mechanizmem do celowej produkcji dźwięku. Być może ma to związek z faktem, że wymaga bardzo mało modyfikacji w obrębie ciała ryby. Dźwięki strydulacyjne mogą powstawać np. przez pocieranie o siebie zębów gardłowych (pielęgnice) lub szczękowych (rogatnicowate). Równie popularne jest pocieranie specjalnymi szorstkimi powierzchniami promieni płetw, zwykle piersiowych, o panewkę stawową, w której tkwi podstawa promieni (sumowate). Nierzadko powstające w ten sposób dźwięki są wzmacniane przez pęcherz pławny, który jest połączony za pomocą mięśni ze strukturą, która dźwięki wytwarza. Strydulacją posługują się również głowaczowate, wprawiając w wibrację kości pasa barkowego. Znany akwarystom skrzeczyk karłowaty z kolei skrzeczy, wprawiając w ruch powiększone mięśnie płetw piersiowych.

Wibracja pęcherza pławnego

Przy pomocy pęcherza pławnego ryby wydają niskie, buczące, burczące itp. dźwięki. Ten mechanizm wykorzystują przedstawiciele kąsaczowatych, kurkowatych, mrukowatych, sumowatych, szprotowatych, batrachowatych nazywanych żaborybami, gdyż wydawane przez nie dźwięki przypominają rechot żab, kulbinowatych inaczej orłoryby. Wibracje pęcherza powodują specjalne grupy mięśni, które mają zdolność do skracania się z bardzo dużą częstotliwością. Mogą one być połączone bezpośrednio z pęcherzem lub też pośrednio poprzez system np. kostek lub innych struktur. Bardzo często wydawanie dźwięku z wykorzystaniem tego mechanizmu pociąga za sobą istotne zmiany w budowie pęcherza pławnego. Najgłośniejsze są ryby, których pęcherz wprawiany jest w wibracje przez wewnętrzne mięśnie pęcherza pławnego np. batrachowate, kurkowate i strwolotkowate (z rodziny skorpenokształtnych). Również bardzo głośne są orłoryby (rodzina kulbinowate), po angielsku nazywane (drums – bębny). Dźwięk powstaje u nich na skutek szybkich skurczów mięśni umiejscowionych w pobliżu pęcherza pławnego.

Odbieranie dźwięków przez ryby

Wśród badanych do tej pory ryb, największą różnorodnością mechanizmów wykorzystywanych do produkcji dźwięków charakteryzują się sumowate, które wykorzystują zarówno pęcherz pławny (bardzo wiele różnych modyfikacji), jak i strydulację. U tych „gadatliwych” ryb badano nie tylko organy służące do tworzenia dźwięku, ale również służące do jego odbioru. Jest to o tyle ciekawe zagadnienie, że u wielu sumowatych nastąpiła redukcja pęcherza pławnego, jako przystosowanie do dennego trybu życia, a to właśnie ten organ bierze udział w procesie słyszenia. Badaniami objęto 11 gatunków ryb z 8 rodzin, uprzednio dzieląc je na dwie grupy:

1. Ryby o dużym, pojedynczymi, wolnym pęcherzu oraz 1-4 kosteczkach słuchowych: Ariopsis seemanni, Batrochoglanis raninus, Malapterurus beninensis, Pemelodella sp., Synodontis shoutendeni, Trachelyopterichthys taeniatus.
2. Ryby o małym, podwójnym pęcherzu, otoczonym przez kości oraz 1-2 kosteczkach słuchowych: Ancistrus ranunculus, Corydoras sodalis, Dianema urostriata, Hemiodontichthys acipenserinus, Hypoptoma thoractum.

Podsumowując ryby z pierwszej grupy z dużym pęcherzem pławnym okazały się słyszeć lepiej. Gatunki, które posiadały większą liczbę kosteczek słuchowych (3-4) w aparacie Webera, mogły odbierać dźwięki o większej częstotliwości. Z badań tych wyciągnięto jeszcze jeden ciekawy wniosek, a mianowicie fakt, że ryby denne nie zredukowały do końca pęcherza pławnego jest najprawdopodobniej związany z pełnioną przez niego funkcją w procesie komunikacji akustycznej.

Rozróżniania dźwięków przez ryby

Oczywiście dźwięki wydawane przez ryby pod względem złożoności nie mogą równać się z dźwiękami zwierząt lądowych. Nie są to wyrafinowane i skomplikowane „wypowiedzi”, niemniej jednak można określić pewne charakterystyczne dla gatunku i sytuacji cechy np. czas trwania dźwięku, częstotliwość fal dźwiękowych, współczynnik powtarzalności itp. Ryby są w stanie rozpoznawać dźwięki emitowane przez przedstawicieli swojego gatunku. Na tej podstawie samice mogą dokonywać wyboru właściwego partnera. Różna charakterystyka wytwarzanego dźwięku przez blisko spokrewnione ryby, żyjące na danym terytorium, może stanowić skuteczną barierę rozrodczą, co zapobiega krzyżowaniu się gatunków. Jak widać komunikacja dźwiękowa ryb ma istotne znaczenie w porozumiewaniu się ryb.

Stwierdzono, że najgłośniejsze dźwięki emitują ryby podczas obrony terytorium lub też innych zachowań agresywnych. Głośno potrafi być również podczas niejednego tarła. Znane z hałasowania w okresie rozrodczym są samce Porichthys notatus, ryb z rodziny batrachowatych.

Różne populacje ryb – różne dźwięki

Akwaryści doskonale znają pojęcie odmian geograficznych ryb, co najczęściej związane jest z różnicami w ubarwieniu osobników pochodzących z populacji, zamieszkujących oddalone od siebie terytoria. Okazuje się, że różnice mogą dotyczyć również wytwarzanych dźwięków. Morska ryba Opsanus tau wytwarza różne dźwięki w oddalonych od siebie populacjach. Naukowcy zwrócili jednak uwagę, że gatunek ten nie ma stadium pelagicznego, a tym samy larwy nie są swobodnie unoszone przez wodę w inne regiony. Gatunek, u którego stadium pelagiczne występuje Dascyllus albisella, nawet w populacjach oddalonych o 1000 km, wytwarzał podobny wzór dźwiękowych. Naukowcy przypisują ten fakt, brakowi różnic genetycznych między obserwowanymi populacjami tego gatunku, co łączą z przemieszczaniem larw w fazie pelagicznej.

Również wiele garbikowatych w tym popularne amfipriony nie wykazuje istotnych różnic genetycznych nawet w populacjach odległych od siebie o 3000 km. Amfipriony wytwarzają dźwięki podczas zalotów i odstraszające konkurentów od zajmowanego polipa. Obie grupy dźwięków różnią się istotnie. Amphiprion akallopisos tworzy grupy składające się z rozmnażającej się samicy i samca oraz nierozmnażających się samców. Terytorium broni samica i to ona wydaje odstraszające sygnały. Mimo braku wyraźnych różnic genetycznych stwierdzono u tego gatunku różnice w wydawanych dźwiękach w zależności od występowania danej populacji. Naukowcy jednak nie znaleźli jednoznacznego wytłumaczenia. Być może te różnice wynikają z przystosowania do dźwięków tła na danym terytorium albo do czynników biotycznych danego środowiska.

Struktury służące do odbierania dźwięków

Wraz z rozwojem organów służących do wydawania dźwięków rozwijały się również zdolności do odbierania tego typu sygnałów. Najbardziej charakterystyczny jest narząd Webera, który łączy pęcherz pławny z błędnikiem błoniastym (właściwym narządem słuchu). System kosteczek, który tworzy narząd Webera przekazuje drgania pęcherza pławnego do ucha wewnętrznego. Struktura ta występuje u ryb zaliczanych do nadrzędu – otwartopęcherzowe (kąsaczokształtne,  karpiokształtne, piaskolcokształtne, strętwokształtne, sumokształtne), który obejmuje ok. 8000 ryb. Mrukokształtne słyszą dzięki obecności w ich czaszce puszki słuchowej. Natomiast ryby labiryntowe do tego celu wykorzystują labirynt, który jest komorą powietrzną umieszczoną nad skrzelami. Do jego głównych funkcji należy oddychanie powietrzem, ale oprócz tego leży w sąsiedztwie ucha środkowego, dzięki czemu łatwo przekazuje wzmocnione dźwięki.

Komunikacja dźwiękowa ryb – ciekawostki

Naukowcy badający dźwięki ryb często odkrywają bardzo interesujące fakty np. złote rybki i gurami dwuplamisty nie wydają dźwięków, ale należą do ryb o dużej wrażliwości na dźwięk. Co pozwala im odbierać drgania w zakresie odpowiednio 200 – 2000 Hz oraz 300 – 2000 Hz. Źle słyszące ryby występują zarówno wśród ryb wytwarzających dźwięki (Corydoras paleatus) jak i „niemych” (Eigenmannia virescens). Trzeba zaznaczyć, że zdolność do generowania dźwięków i komunikacji dźwiękowa ryb nie jest wspólna dla wszystkich przedstawicieli danego taksonu. Mimo, że stwierdza się te zdolności u otwartopęcherzowych i ryb labiryntowych, nie wszyscy przedstawiciele tych taksonów to potrafią. Również „nieme” ryby występują wśród mrukokształtnych, dorszowatych i garbikowatych, chociaż te grupy ryb są znane ze zdolności do generowania dźwięków. Często badaną rybą jest skrzeczyk karłowaty. Stwierdzono, że jest to ryba, u której częstotliwość wytwarzanych dźwięków pokrywa się z częstotliwością dźwięków rejestrowanych (1-2 kHz).

Badania niejednokrotnie ujawniały, że dźwięki o najniższej częstotliwości, chociaż emitowane przez dany gatunek, nie są przez niego odbierane. Nie oznacza to jednak, że komunikacja dźwiękowa ryb jest w ten sposób ograniczana. Ponadto trzeba pamiętać, że na ten rodzaj komunikacji ma istotny wpływ odległość, warunki środowiskowe w tym tło dźwiękowe, siła wysyłanego sygnału. Bocja wytwarza dźwięk o natężeniu 40 dB powyżej progu słyszalności. Jednak inne bocja bez trudu go rozpoznają, mimo że dominująca częstotliwość tych dźwięków nie jest przez te ryby słyszana. Botia modesta emituje dźwięk o częstotliwości 300-2000 Hz, a odbiera sygnały o częstotliwości zaledwie 100-400 Hz.

Może zainteresuje Cię również tekst o komunikacji wzrokowej ryb.

dr inż. Aleksandra Kwaśniak-Płacheta

Literatura

Ladich F. (2000), Acoustic communication and the evolution of hearing in fish, The Royal Society.

Ladich F. (2001), Sound-Generating and – Detecting Motor System in Catfish: Design of  Swimbladder Muscles in Doradids and Pimelodids, The Anatomical Record, 263, 297-306.

Lechner W., Ladich F. (2008), Size matters: diversity in swimbladders and Weberian ossicles affects hearing in catfishes. Journal of Experimental Biology 211, pp. 1681–1689.

Moyle P. i inni (2004), Fishes an introduction to ichthyology, Prentice Hall.

Parmentier E. i inni (2005), Geographical variation in sound production in the anemone fish Amphiprion akallopisos, Proc.R.Soc. B, 272, 1697-1703.

Wysocki L.E., Ladich F. (2003), The representation of conspecific sound in the auditory brainstem of teleost fishes, The Journal of Experimental Biology 206, 2229-2240.