par Lin Edwards , Phys.org
(PhysOrg.com) — On a longtemps pensé que les dauphins produisaient des sons au moyen de « sifflets », mais une nouvelle analyse d’une donnée recueillie à la fin des années 1970 a révélé qu’au lieu de cela, les dauphins émettent des sons au moyen de vibrations tissulaires, d’une manière similaire à la façon dont les humains et les autres mammifères utilisent les cordes vocales (également appelées plis vocaux) et dont les oiseaux utilisent le syrinx.
Des scientifiques de l’université d’Aarhus au Danemark, dirigés par Peter Madsen, ont analysé des données recueillies en 1977 par des scientifiques travaillant avec le programme des mammifères marins de la marine américaine. Les chercheurs, Sam Ridgeway et Don Carder, étudiaient un grand dauphin (Tursiops truncatus) entraîné. Ils ont enregistré les sons émis par le dauphin, qu’ils ont interprétés comme des sifflements, alors que l’animal respirait de l’air et de l’Héliox, un mélange d’hélium (80 %) et d’oxygène (20 %). L’Heliox était administré au dauphin par un masque placé sur l’évent de l’animal. Le but de l’utilisation de l’Héliox était de découvrir si les sons des dauphins monteraient en hauteur en présence d’hélium, comme le fait la voix humaine (puisque la vitesse du son dans l’héliox est 1,74 fois plus rapide que dans l’air).
Les scientifiques de l’époque pensaient que les sons des dauphins étaient produits par la résonance de l’air dans leurs cavités nasales. Si cela était vrai, la hauteur des sons changerait au fur et à mesure que le dauphin s’enfonce dans les profondeurs, puisque l’augmentation de la pression dans les cavités d’air nasales augmenterait également la hauteur de leurs sons.
Les données recueillies par l’équipe de la Marine n’ont pas pu être entièrement analysées car, à l’époque, l’analyse d’un seul sifflement aurait pris plusieurs heures. Maintenant, avec l’avantage des technologies numériques, l’équipe de Madsens a pu numériser les anciens enregistrements et utiliser des scripts de calcul et de visualisation avancés pour les analyser pour les harmoniques et les fréquences de chaque sifflet enregistré. Ils ont constaté que les sons ne changeaient pas de hauteur lorsque le dauphin respirait de l’Heliox.
Le Dr Madsen a déclaré que les résultats de l’analyse suggèrent que les sons n’étaient pas du tout faits comme des sifflets (qui seraient faits en expulsant l’air rapidement) mais étaient le résultat de vibrations tissulaires induites pneumatiquement, et cela expliquerait pourquoi les sons n’ont pas changé en présence d’Heliox. Selon lui, cela est logique car l’utilisation des vibrations tissulaires permettrait aux dauphins de communiquer plus efficacement en profondeur. Madsen et son équipe suggèrent que les tissus les plus susceptibles de produire les sons sont les lèvres phoniques des cavités nasales. Ils pensent également que les baleines à dents pourraient communiquer de la même manière.
L’article est publié dans la revue Biology Letters de la Royal Society.
Plus d’informations : Dolphin whistles : a functional misnomer revealed by heliox breathing, Biology Letters, Published online before print September 7, 2011, doi:10.1098/rsbl.2011.0701
Abstract
Les delphinidés produisent des sifflets tonaux façonnés par l’apprentissage vocal pour la communication acoustique. Contrairement aux mammifères terrestres, la production de sons des delphinidés est pilotée par de l’air sous pression au sein d’un système nasal complexe. Il n’est pas clair comment les contours fondamentaux du sifflet peuvent être maintenus à travers une large gamme de pressions hydrostatiques et de volumes de sacs d’air. Deux hypothèses opposées proposent que les sons tonaux proviennent soit des vibrations des tissus, soit de la production réelle de sifflets à partir de tourbillons stabilisés par la résonance des volumes d’air nasal. Ici, nous utilisons un grand dauphin entraîné à siffler dans l’air et dans l’héliox pour tester ces hypothèses. Les contours de la fréquence fondamentale des sifflements stéréotypés n’ont pas été affectés par la vitesse du son plus élevée dans l’héliox. Par conséquent, le terme sifflet est une erreur fonctionnelle car les dauphins ne sifflent pas, mais forment le contour de la fréquence fondamentale de leurs appels tonals par des vibrations tissulaires induites par voie pneumatique, analogues au fonctionnement des plis vocaux chez les mammifères terrestres et du syrinx chez les oiseaux. Cette forme de production de sons tonaux par des vibrations tissulaires nasales a probablement évolué chez les delphinidés pour permettre l’adaptation de l’impédance à l’eau et pour maintenir les contours de la signature tonale à travers les changements de pressions hydrostatiques, de densité de l’air et de volumes d’air nasal relatifs pendant les plongées.