Ученые заявили, что природа подчиняется универсальному ритму – 2 удара в секунду

Фото из открытых источников

Удивительно большое количество существ самых разных размеров, видов и способов коммуникации, похоже, синхронизируют свои сигналы с одним и тем же основным ритмом. Согласно анализу коммуникационных сигналов в животном мире, от брачных танцев птиц и песен лягушек до человеческой музыки и вспышек светлячков, темп этих сигналов составляет около 2 ударов в секунду. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.

Учитывая, как долго все эти виды эволюционировали независимо друг от друга, эта общая черта может рассказать нам кое-что о происхождении коммуникации.

«Похоже, существует множество организмов, которые подают сигналы или общаются в относительно узком диапазоне темпов. Все они, кажется, придерживаются частоты около 2 или, возможно, 3 герц. В принципе, они могли бы общаться и в других ритмах», — говорит математик Гай Амихай из Северо-Западного университета в США. «Физически ничто не мешает им общаться, скажем, на частоте 10 герц, но они этого не делают. Чтобы объяснить это явление, мы предполагаем, что темп в 2 герца может быть легче для понимания, потому что он резонирует с вашим мозгом. Он резонирует с человеческим мозгом, мозгом светлячка, мозгом морского льва, мозгом лягушки и так далее».

Работа началась в Таиланде. Амихай изучал, как животные используют синхронность в общении, и одним из животных, известных своими захватывающими дух синхронными брачными ритуалами, является светлячок. Во время полевых исследований он и его коллеги заметили, что стрекотание сверчков, похоже, синхронизируется с пульсирующим светом светлячков.

«В какой-то момент мне показалось, что мерцание светлячков и стрекотание сверчков неподалеку синхронизированы», — говорит Амихай.

Лишь при повторном анализе записей исследователи поняли, что животные совершенно не синхронизировались друг с другом. Каждый вид спокойно занимался своим собственным брачным ритуалом. Просто так совпало, что темпы были схожими.

Это показалось странным совпадением, поэтому ученые поступили так, как обычно поступают ученые: они принялись за исследования. Они обратились к опубликованным работам по коммуникации животных, изучив образцы двух десятков видов из шести групп – насекомых, амфибий, птиц, рыб, ракообразных и млекопитающих.

Они также случайным образом отобрали 50 сигналов из базы данных xeno-canto, по 10 от каждой из пяти групп животных, на которые разделена база данных – птицы, летучие мыши, лягушки, кузнечики и наземные млекопитающие.

В число типов сигналов входили вспышки светлячков, стрекотание сверчков, крики лягушек, брачные демонстрации птиц, звуковые и световые импульсы от рыб, а также вокальные сигналы и жесты млекопитающих.

Далее оставалось лишь определить темп каждого коммуникационного сигнала, а затем построить на его основе график. Именно здесь исследование перешло от «Хм, это интересно» к «Это действительно нечто».

При изменении массы тела на восемь порядков и на суше, в воздухе и в море большинство видов, как правило, общаются на базовой «несущей частоте» от 0,5 до 4 герц – от 0,5 до 4 ударов в секунду. И да, это относится и к людям; как отмечают исследователи, очень многие рок- и поп-песни написаны в темпе 120 ударов в минуту – что составляет два удара в секунду.

«Этот ритм подходит нашему телу; он подходит нашим конечностям», — объясняет Амихай. «Мы ходим примерно на частоте 2 герца, поэтому нам легко танцевать под музыку, которая тоже на этой частоте. Конечно, в более экспериментальной музыке ритм может быть совершенно другим. Но если вы включите радио и услышите Тейлор Свифт – это часто тоже 2 герца».

Известно знаем, что люди и другие животные способны передавать сигналы за пределами этого диапазона. Подсказку дал биофизик Виджай Баласубраманиан из Университета Пенсильвании. Нейронам нужно время для обработки информации перед повторным срабатыванием, и оптимальное время для этого, как вы уже догадались, составляет около половины секунды.

Поэтому команда провела экспериментальное исследование, чтобы определить, может ли это быть причиной кластеризации. Они создали компьютерную модель нейронной цепи и наблюдали, как она реагирует на импульсные сигналы с разными периодами.

Схема показала наиболее сильную реакцию на сигнал частотой 2 герца.

«Мы предполагаем, что для эффективной связи крайне важно правильно подобрать темп несущего сигнала», — говорит инженер Даниэль Абрамс из Северо-Западного университета. «Возможно, сам темп и не передает никакой информации, но он служит лишь отправной точкой для привлечения внимания, а поверх него, подобно музыкальным нотам, следует ритму песни, передается и реальный контент».

У этого исследования есть некоторые ограничения. На нашей планете обитают миллионы видов животных; 74 типа коммуникации — это лишь капля в море, и здесь может иметь место систематическая ошибка отбора из-за нашей склонности уделять больше внимания сигналам на этой частоте.

Тем не менее, это открытие является неожиданным и заслуживает дальнейшего изучения.

«Возникает соблазн подумать, что здесь существует более глубокая связь – что, возможно, мы все находимся на одной волне», – говорит Амихай. «Но мы всё ещё изучаем, что это может означать».