خفاشی که در آسمان شب به پرواز درآمده، اصواتی با فرکانس بالا تولید می‌کند و با گوش دادن به امواج صوتی بازتاب‌شده، در جنگل تاریک جهت‌یابی می‌کند. این صداها شاید برای اغلب حیوانات قابل شنیدن نباشند، اما برای بید موم‌خوار بزرگ این‌طور نیست. این بید می‌تواند فرکانس‌هایی تا ۳۰۰ کیلوهرتز را بشنود، که تقریباً ۱۵ برابر بالاتر از دامنه بالایی شنوایی انسان است. بید با تشخیص صدای خفاش، متوجه می‌شود که شکارچی‌اش نزدیک است و درست به‌موقع، برای فرار از مسیر خارج می‌شود.
از خفاش‌ها و بیدهای موم‌خوار بزرگ اغلب به عنوان حیواناتی با برخی از بهترین سیستم‌های شنوایی در جهان یاد می‌شود. اما کدام حیوانات واقعاً بهترین شنوایی را دارند؟ کریستین کوپل، استاد فیزیولوژی حلزون گوش و ساقه مغز شنیداری در دانشگاه اولدنبورگ آلمان، گفت: «بهترین بودن همیشه نسبی است. حساسیت، توانایی تشخیص صداهای مشابه از هم، و توانایی مکان‌یابی صداها، همگی عوامل مختلفی هستند که حس شنوایی یک حیوان را تشکیل می‌دهند. عواملی از این دست، رتبه‌بندی شنوایی حیوانات را دشوار می‌سازد. با این حال، برخی از آنها برجستگی‌های اصلی را دارا هستند.»
شنوایی برای یافتن طعمه: جغدها
وقتی بحث سیستم‌های شنوایی حیوانات به میان می‌آید، کوپل به شدت طرفدار جغدهای انبار است. او می‌گوید: «من روی جغدهای انبار کار کرده‌ام، بنابراین آنها در صدر فهرست من هستند. کل سیستم شنوایی این حیوان، تحت تأثیر عادات شکار شبانه و توانایی‌اش در مکان‌یابی دقیق طعمه از طریق گوش دادن، شکل گرفته است.»
جغدها شب‌هنگام به شکار می‌پردازند، بنابراین از شنوایی بسیار حساس خود برای تکمیل دیدشان در شرایط کم‌نور بهره می‌برند. آنها می‌توانند خش‌خش موشی را که زیر لایه‌های ضخیم برف یا برگ می‌خزد، تشخیص دهند و به‌سرعت طعمه‌شان را مکان‌یابی کنند.
جغدها این کار را از طریق چند سازگاری کلیدی انجام می‌دهند. نخست، پرهای اطراف صورتشان یک شکل بشقابی ایجاد می‌کند، که به هدایت امواج صوتی به داخل گوش‌های آنها کمک می‌کند. گوش‌های چپ و راست آنها نیز در ارتفاعات کمی متفاوت قرار دارند، به این معنی که امواج صوتی در زمان‌های کمی متفاوت به دو گوش می‌رسند. جغدها می‌توانند از این تفاوت ناچیز در صدای تشخیص‌داده‌شده بین گوش چپ و راست خود، برای محاسبه موقعیت یک صدا استفاده کنند.
شنوایی برای ترسیم نقشه جهان: خفاش‌ها و دلفین‌ها
با اینکه خفاش‌ها و دلفین‌ها در محیط‌های کاملاً متفاوتی زندگی می‌کنند، یک ویژگی چشمگیر مشترک دارند: توانایی پژواک‌یابی. دارلین کتن، پژوهشگر ارشد بازنشسته در مؤسسه اقیانوس‌شناسی وودز هول می‌گوید: «من گوش‌های دلفین و خفاش را دوست دارم، زیرا آنها صرفاً صدا را دریافت و پردازش نمی‌کنند، بلکه از آن برای تصویربرداری فعال از محیط خود استفاده می‌کنند.»
پژواک‌یابی شامل تولید صدایی می‌شود که از اشیای موجود در محیط بازمی‌گردد و سپس گوش دادن به امواج صوتی بازگشتی است. از طریق این روش، دلفین‌ها و گونه‌های خاصی از خفاش‌ها می‌توانند با استفاده از صدا، یک نقشه ذهنی از محیط اطرافشان ایجاد کنند. کتن گفت سونار نیز بر اساس همین تکنیک بوده، اما پژواک‌یابی دلفین و خفاش پیشرفته‌تر از فناوری ساخت بشر است. کتن در مورد تحقیقات خود بر روی دلفین‌ها گفت: «ما تقریباً به طور مداوم از پیچیدگی و ظرافت کاری که آنها می‌توانند با صدا انجام دهند، شگفت‌زده می‌شویم.»
خفاش‌ها چند ویژگی دارند که به پشتیبانی از پژواک‌یابی کمک می‌کند. نخست، گوش‌های بیرونی بزرگ آنها به جمع‌آوری امواج صوتی کمک می‌کند. دوم، ساختارهای موجود در مغز آنها که اطلاعات شنیداری را پردازش می‌کنند، بسیار بزرگ هستند؛ مانند اینکه بخش بزرگی از مغز انسان به پردازش بصری اختصاص یافته است.
دلفین‌ها برای تعیین مکان با امواج صوتی، به قدرت مغزی فراوانی نیاز دارند. عصب شنوایی آنها تقریباً ۲ یا ۳ برابر ضخیم‌تر از بسیاری از پستانداران خشکی است؛ اما گوش آنها کمی متفاوت از گوش حیوانات خشکی مانند خفاش‌ها عمل می‌کند. این امر به دلیل آن است که سوراخ‌های گوش خارجی دلفین‌ها فقط حفره‌های کوچکی هستند و به نظر نمی‌رسد نقش بزرگی در انتقال صدا داشته باشند. به جای آن، دلفین‌ها احتمالاً از ذخایر چربی اطراف فک خود برای دریافت امواج صوتی که در آب حرکت می‌کنند، استفاده می‌کنند. خفاش‌ها و دلفین‌ها نیز هر دو مکانیسم‌های ویژه‌ای در گوش خود دارند که به آنها کمک می‌کند تا صدای پژواک‌یابی‌شان را حذف کنند تا از صداهای خودشان کر نشوند.
شنوایی در بالا و زیر آب: پین‌پدها
برندون ساوث‌هال، رئیس و دانشمند ارشد در شرکت ساوث‌هال اینوایرونمنتال اسوشیتس، معتقد است که عنوان بهترین شنوایی باید به گروهی از حیوانات اغلب نادیده‌گرفته‌شده، یعنی پین‌پدها، شامل فوک‌ها، شیرهای دریایی و گرازهای دریایی، اختصاص یابد. آنها هم در بالای آب و هم در زیر آب را می‌شنوند.
هر حیوانی یک سیستم شنوایی دارد که با محیطی که بیشتر وقت خود را در آن می‌گذراند، تنظیم شده است. به این فکر کنید که وقتی سر خود را در آب فرو می‌برید، صداها چطور خفه، تحریف‌شده و دشوار برای تشخیص مکان می‌شوند. این به این دلیل است که گوش‌های ما برای تشخیص امواج صوتی که در هوا حرکت می‌کنند، طراحی شده‌اند. بنابراین امواج صوتی که در آب حرکت می‌کنند، برای ما تحریف‌شده و عجیب به نظر می‌رسند. همین موضوع برای حیوانات دریایی نیز صدق می‌کند، گوش‌های آنها برای تشخیص امواج صوتی که در آب حرکت می‌کنند، طراحی شده است.
اگر یک دلفین را در هوا قرار دهید، عملاً ناشنوا می‌شود و هیچ توانایی برای تشخیص جهت ندارد. اما از آنجا که پین‌پدها در اقیانوس شکار می‌کنند و در خشکی جفت‌گیری و پرورش فرزندان را انجام می‌دهند، باید هم در خشکی و هم در آب به خوبی بشنوند. حتی برخی از پین‌پدها می‌توانند در خشکی تقریباً به خوبی جغدها بشنوند و برخی نیز می‌توانند در زیر آب تقریباً به خوبی دلفین‌ها بشنوند.
پین‌پدها برای داشتن چنین شنوایی فوق‌العاده‌ای هم در خشکی و هم در آب، از یک مکانیسم منحصر به فرد استفاده می‌کنند: آنها فضای خالی در گوش میانی خود را هنگام شنا با خون پر می‌کنند. این کار باعث می‌شود امواج صوتی زیر آب به حرکت خود از طریق یک مایع در گوش میانی ادامه دهند و هرگونه اعوجاج صدا به حداقل برسد. وقتی فک‌ها به خشکی بازمی‌گردند، گوش‌هایشان دوباره با هوا پر می‌شود و به آنها امکان می‌دهد امواج صوتی که در هوا حرکت می‌کنند را بشنوند.
