인간과 동물의 가청주파수가 다른 이유는?

결론부터 말씀드리면 인간과 다른 동물의 달팽이관안의 유모세포(hair cell)의 길이가 다르기 때문에  주파수별 소리의 감지영역이 달라서입니다.
일반적으로 사람이 들을 수 있는 소리의 영역 즉, 가청 주파수는 20~2만Hz입니다.

20Hz 이하의 소리는 초저음파, 2만Hz 이상의 소리는 초음파라고 하는데, 이 영역에서는 인간이 들을 수 없는 영역의 소리입니다.

그러나 동물들은 인간이 들을 수 없는 가청주파수 밖의 소리를 내기도 하고 듣기도 합니다. 예를 들면 코끼리는 12Hz 정도 되는 초저음파로 의사소통을 하고, 박쥐는 2만Hz 이상의 초저음파를 사용하여 먹이를 잡고 대화를 나눕니다.

이처럼 같은 포유류라 해도 가청 주파수가 현저히 다른 것은 현악기의 원리와 비슷합니다. 즉, 현악기의 경우 현의 길이가 짧으면 높은 음(高音)을 내고, 길면 낮은 음(低音)을 냅니다.

그와 마찬가지로 소리를 구별하는 달팽이관안의 유모세포(hair cell)도 동물마다 그 길이가 다른데, 코끼리처럼 큰 귀를 가진 동물은 유모세포의 길이가 길므로 낮은 음을 잘 들을 수 있고 박쥐처럼 작은 동물은 유모세포의 길이도 짧아 높은 음에 더 잘 반응합니다.