Eläimet viestivät taajuuksilla, joita ihminen ei kuule: mitä kirahvi, norsu, delfiini ja lepakko sanovat?

6.11.2020
Isojen eläinten infraäänet ja pienten eläinten ultraäänet jäävät ihmiskorvan kuuloalueen ulkopuolelle.

Kirahvit ovat mykkiä. Tämä virheellinen käsitys oli vallalla pitkään, kunnes paljastui, että kirahvit hyrisevät niin matalalla äänellä, että ihmisellä on vaikeuksia kuulla sitä.

Korviemme kuulemattomissa tapahtuu paljon muutakin. Koko joukko eläinlajeja viestii toisilleen äänillä, jotka ovat liian korkeita tai matalia ihmisen havaittaviksi.

Ihminen kuulee ääniä, joiden taajuus on välillä 20–20 000 hertsiä. Tätä matalampia ääniä kutsutaan infraääniksi ja korkeampia ultraääniksi. Yleensä isot eläimet ääntelevät matalilla taajuuksilla ja pienet eläimet korkeilla. Kuuloalueeseen vaikuttavat korvan rakenne ja sen koko.

Vakuuttavasti madaltaen

— Korkeiden äänten kuulemiseen tarvitaan pieni välikorva ja kevyet kuuloluut, kertoo eläintieteen dosentti Sirpa Nummela.

Ihmisen puheääni vaihtelee 100–300 hertsin välillä riippuen puhujan iästä ja sukupuolesta. Jotkut pyrkivät puhumaan luontaista matalammalla äänellä, koska sitä pidetään vakuuttavampana. Ehkä taustalla on tiedostamaton ajatus, että matala ääni liittyy suurempaan kokoon.

Myös kulttuuri vaikuttaa äänenkorkeuteen. Naisten puheen perustaajuus on vuosikymmenten aikana madaltunut länsimaissa selvästi, mutta joissain kulttuureissa naisten odotetaan edelleen puhuvan luontaista korkeammalla äänellä.

Norsujen viestit

Hyvin voimakkaan korkean tai matalan äänen voi havaita tuntoaistin kautta, vaikka sitä ei varsinaisesti kuulisi. Tästä syystä infraäänten terveyshaittoja on pelätty.

Keväällä kuitenkin julkaistiin tutkimus tuulivoiman infraäänten vaikutuksista ihmisiin. Tutkimus osoitti, ettei niitä ollut: ihmiset eivät aistineet tuulivoiman infraääntä eivätkä reagoineet, kun heidät altistettiin sille eri kuuntelukokeissa.

Uudet laitteet ovat tuoneet ennen kuulumattomat äänet ihmisten ulottuville. Norsuja on kuvattu vastaanottamassa lajitovereidensa viestejä. Infraäänet saatiin esiin tallenteesta vasta laboratoriossa.

Aikuiset norsu-urokset elävät erillään naaraista. Kun naaras tulee kiimaan, se viestittää siitä uroksille ilmassa etenevillä infraäänillä tai maata pitkin kulkevilla aalloilla.

Kakofoniaa aalloilla

Infraäänten etu on se, että ne kantavat pitkälle ja vaimenevat hitaasti. Äänienergia etenee aaltoliikkeenä. Mitä suurempi aallonpituus, sitä matalampi äänentaajuus. Suuret aallonpituudet kuluttavat vähemmän energiaa kuin pienet.

Vedessä ääni kulkee lähes viisi kertaa nopeammin kuin ilmassa ja ääniaallon pituus kasvaa samassa suhteessa. Hetulavalaat pystyvät viestimään infraäänillä jopa satojen kilometrien päähän. Toisaalta laivojen aiheuttama meteli häiritsee valaiden viestintää ja suunnistamista.

— Valaita ajautuu välillä rantaan, ja syyksi on epäilty merissä vallitsevaa kakofoniaa. Kuolleiden valaiden sisäkorvista on löydetty metelin aiheuttamia vaurioita, Nummela kertoo.

Kimeä tarkentaa

Nummela tutkii nisäkkäiden ääniviestintää niiden korvan anatomian avulla. Hän on esimerkiksi vertaillut valaiden ja hylkeiden välikorvan rakennetta. Valaiden korvat ovat evoluution myötä erikoistuneet täysin vesielämään, kun taas hylkeet viettävät aikaa myös maalla ja jäälautoilla, eikä niiden korvissa ole tapahtunut vastaavia muutoksia.

Valaille ja delfiineille korvan muutokset ovat olleet elinehto, Nummela luonnehtii. Kommunikaation lisäksi ne käyttävät kuuloaan suunnistamiseen ja osittain myös ravinnon hankintaan. Delfiinit ja lepakot saalistavat käyttäen ultraääniä. Ne ääntelevät kimeästi paikantaakseen saaliinsa kaiun avulla.

— Mitä korkeampi äänen taajuus, sitä tarkempi kuva kaikuluotauksessa syntyy, Nummela kuvailee.

Myös matalammalla äänellä voi yrittää kaikuluotausta. Jos ihminen joutuu pimeään luolaan, hän yleensä alkaa vaistonvaraisesti äännellä hahmottaakseen tilan muotoa ja kokoa.

Hammashoitolasta tuttu

Ultraääni on tuttu myös neuvolasta ja hammaslääkäristä. Kun äänen taajuutta nostetaan yhä korkeammalle, sillä voidaan kuvantaa ja puhdistaa. Tällainen ultraääni on aivan eri luokkaa kuin eläinten käyttämä.

Korkeimpia ääniä tuottavat eläimet yltävät noin 100–200 kilohertsiin, kun lääketieteelliseen kuvantamiseen vaaditaan yli megahertsin taajuus. Sellaisen äänen lähettäminen vaatisi enemmän energiaa kuin millään eläimellä on käytettävissään.

Kadonneet sirkat

Pienet eläimet viestivät toisilleen korkeilla äänillä, joita niiden saalistajat eivät kuule. Hiiret ja rotat käyttävät ultraääniä, rotat jopa päästelevät naurua muistuttavia korkeita ääniä leikkiessään.

Toisaalta petonisäkkäiden kuuloalue on kehittynyt laajaksi ja riittää ajoittain saaliseläinten havaitsemiseen. Kyse on siis tavallaan äänten ja kuulon kilpavarustelusta.

On olemassa laitteita, joiden tarkoitus on pitää jyrsijät ulkona kesämökeistä soittamalla niille ultraääntä. Nummela epäilee laitteiden tehoa: hiiret kyllä kuulevat äänen mutta tottuvat siihen nopeasti, kun äänen lisäksi ei seuraa mitään ikävää.

Iän karttuessa niin ihmisten kuin eläinten kuulo huononee. Vanhempi ihminen ei kuule enää heinäsirkkoja.

— Menetämme ylärekisteristä noin hertsin päivässä 20-vuotiaasta lähtien, Sirpa Nummela toteaa.

Lepakoiden ääniä katsellaan

Lepakkotutkijat katselevat ääniä enemmän kuin kuuntelevat. He nimittäin käyttävät automaattidetektoreita, jotka jätetään maastoon tallentamaan mahdollisesti ohi lentävien lepakoiden ääniä. Myöhemmin tallenteet puretaan tietokoneella sonogrammeiksi, jotka näyttävät äänen kuvaajana.

Lepakoita voidaan myös kuunnella kannettavilla laitteilla, jotka muuntavat lepakoiden ääntelyn ihmiskorvin kuultavaksi nakutteluksi. Tällaisia laitteita on ollut saatavilla jo parikymmentä vuotta, ja ne sopivat harrastajillekin.

Laite lähettää perustaajuutta ja vertaa sitä lepakon lähettämään. Ulostuleva ääni on lepakon ja laitteen taajuuksien erotus.

Lepakon lajin voi tunnistaa sen käyttämästä taajuudesta ja äänipulssien rytmistä. Mitä lyhempi aallonpituus, sitä enemmän aaltoja mahtuu sekuntiin ja sitä korkeampi on taajuus.

— Pohjanlepakon tahdissa voi taputtaa, siipat taas nakuttavat niin nopeasti, ettei siinä pysy mukana, kertoo suunnittelija Ville Vasko Luonnontieteellisen keskusmuseon seurantatiimistä.

Korkeimmat äänet, joihin suomalaiset lepakot yltävät, ovat noin 120 kilohertsiä. Sitä ne käyttävät kaikuluotaukseen. Kaikki lajit kohottavat taajuutta, kun ne lentävät esteiden keskellä, vaikkapa puiden oksistoissa.

Lisäksi ne tihentävät kaikuluotauspulssien väliä lähestyessään saalista, jotta niiden kuva olisi tarkempi.

Lepakot ääntelevät myös matalammilla äänillä, joita tarkkakorvaiset ihmiset voivat kuulla. Nämä äänet liittyvät pariutumiseen tai emojen ja poikasten viestintään. Joillain lajeilla on luritussäkeitä, joita voi verrata lintukoiraiden kosiolauluihin.

— Se kuulostaa korkealta siritykseltä, Vasko kuvailee.

Lepakot viihtyvät avonaisissa kulttuurimaisemissa ja vesistöjen lähellä. Pääkaupunkiseudulla hyviä lepakkomaastoja on Seurasaaressa ja Vantaanjoella. Lepakkoja elää myös kaupunkien keskustoissa.

Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehdessä 8/2020.