by Lin Edwards , Phys.org
(PhysOrg.com) — Dlouho se mělo za to, že delfíni vydávají zvuky pomocí „píšťal“, ale nová analýza dat shromážděných koncem 70. let 20. století odhalila, že místo toho delfíni vydávají zvuky pomocí vibrací tkání, podobně jako lidé a další savci používají hlasivky (známé také jako hlasové záhyby) a ptáci syrinx.
Vědci z Aarhuské univerzity v Dánsku pod vedením Petera Madsena analyzovali data, která v roce 1977 shromáždili vědci spolupracující s programem amerického námořnictva pro mořské savce. Výzkumníci Sam Ridgeway a Don Carder zkoumali cvičeného delfína skákavého (Tursiops truncatus). Zaznamenávali zvuky vydávané delfínem, které interpretovali jako pískání, když zvíře dýchalo vzduch a když dýchalo Heliox, což je směs helia (80 %) a kyslíku (20 %). Heliox byl delfínovi přiváděn přes masku nad dýchacím otvorem. Cílem použití Helioxu bylo zjistit, zda se v přítomnosti helia zvýší výška delfíních zvuků, jako je tomu u lidského hlasu (protože rychlost zvuku v helioxu je 1,74krát vyšší než ve vzduchu).
Vědci se tehdy domnívali, že zvuky delfínů vznikají rezonancí vzduchu v jejich nosních dutinách. Pokud by to byla pravda, výška zvuků by se měnila s tím, jak by se delfín pohyboval hlouběji, protože zvýšený tlak v nosních dutinách by zvyšoval i výšku jejich zvuků.
Údaje shromážděné týmem námořnictva nemohly být plně analyzovány, protože v té době by analýza jednoho pískání trvala několik hodin. Nyní, s výhodou digitálních technologií, byl Madsensův tým schopen digitalizovat staré nahrávky a pomocí pokročilých výpočetních a vizualizačních skriptů je analyzovat z hlediska harmonických a frekvencí každého zaznamenaného pískání. Zjistili, že zvuky neměnily výšku, když delfín dýchal Heliox.
Doktor Madsen uvedl, že výsledky analýzy naznačují, že zvuky vůbec nevznikaly jako pískání (které by vznikalo rychlým vypuzením vzduchu), ale byly výsledkem pneumaticky vyvolaných vibrací tkání, a to by vysvětlovalo, proč se zvuky v přítomnosti Helioxu neměnily. Podle něj to dává smysl, protože využití vibrací tkání by delfínům umožnilo efektivnější komunikaci v hloubce. Madsen a jeho tým se domnívají, že nejpravděpodobnějšími tkáněmi pro vydávání zvuků jsou fonické rty v nosních dutinách. Domnívají se také, že stejným způsobem by mohly komunikovat i ozubené velryby.
Příspěvek byl publikován v časopise Biology Letters Královské společnosti.
Více informací: Delfíní píšťaly: funkční chybný název odhalený helioxovým dýcháním, Biology Letters, publikováno online před tiskem 7. září 2011, doi:10.1098/rsbl.2011.0701
Abstrakt
Delfíni produkují tónové píšťaly tvarované hlasovým učením pro akustickou komunikaci. Na rozdíl od suchozemských savců je produkce zvuku u delfínů poháněna tlakovým vzduchem ve složitém nosním systému. Není jasné, jak se mohou základní kontury pískání udržet ve velkém rozsahu hydrostatických tlaků a objemů vzduchového vaku. Dvě protichůdné hypotézy navrhují, že tónové zvuky vznikají buď z vibrací tkání, nebo prostřednictvím skutečné produkce pískání z vírů stabilizovaných rezonujícím objemem nosního vzduchu. K ověření těchto hypotéz jsme použili trénovaného delfína skákavého pískajícího na vzduchu a v helioxu. Základní frekvenční obrysy stereotypního pískání nebyly ovlivněny vyšší rychlostí zvuku v helioxu. Termín pískání je tedy funkčně nesprávné označení, protože delfíni ve skutečnosti nepískají, ale základní frekvenční kontury svých tónových volání vytvářejí pneumaticky indukovanými vibracemi tkání analogicky k fungování hlasových záhybů u suchozemských savců a syrinxu u ptáků. Tato forma tvorby tónového zvuku vibracemi nosní tkáně se u delfínů pravděpodobně vyvinula proto, aby umožnila přizpůsobení impedance vodě a udržení kontur tónového signálu při změnách hydrostatického tlaku, hustoty vzduchu a relativního objemu nosního vzduchu během ponorů.