di Lin Edwards , Phys.org
(PhysOrg.com) — Si è pensato a lungo che i delfini producessero suoni per mezzo di “fischi”, ma una nuova analisi di un dato raccolto alla fine degli anni ’70 ha rivelato che invece i delfini producono suoni per mezzo di vibrazioni dei tessuti, in modo simile al modo in cui gli esseri umani e altri mammiferi usano le corde vocali (note anche come pieghe vocali) e gli uccelli usano la siringa.
Gli scienziati dell’Università di Aarhus in Danimarca, guidati da Peter Madsen, hanno analizzato i dati raccolti nel 1977 dagli scienziati che lavoravano con il Marine Mammal Program della US Navy. I ricercatori, Sam Ridgeway e Don Carder, stavano studiando un tursiope addestrato (Tursiops truncatus). Hanno registrato i suoni prodotti dal delfino, che hanno interpretato come fischi, mentre l’animale respirava aria e mentre respirava Heliox, che è una miscela di elio (80%) e ossigeno (20%). L’Heliox è stato consegnato al delfino tramite una maschera sullo sfiatatoio degli animali. Lo scopo dell’uso di Heliox era di scoprire se i suoni dei delfini sarebbero aumentati di tono in presenza di elio, come fa la voce umana (poiché la velocità del suono nell’eliox è 1,74 volte più veloce che nell’aria).
Gli scienziati dell’epoca pensavano che i suoni dei delfini fossero prodotti dalla risonanza dell’aria nelle loro cavità nasali. Se questo fosse vero, il tono dei suoni cambierebbe man mano che il delfino si sposta in profondità, poiché l’aumento della pressione nelle cavità nasali aumenterebbe anche il tono dei loro suoni.
I dati raccolti dal team della Marina non potevano essere analizzati completamente perché all’epoca l’analisi di un singolo fischio avrebbe richiesto diverse ore. Ora, con il beneficio delle tecnologie digitali, il team di Madsens è stato in grado di digitalizzare le vecchie registrazioni e utilizzare il calcolo avanzato e script di visualizzazione per analizzarle per le armoniche e le frequenze di ogni fischio registrato. Hanno scoperto che i suoni non cambiavano tono quando il delfino respirava Heliox.
Il dottor Madsen ha detto che i risultati dell’analisi suggeriscono che i suoni non erano affatto fatti come fischi (che sarebbero fatti espellendo l’aria rapidamente) ma erano il risultato di vibrazioni del tessuto indotte pneumaticamente, e questo spiegherebbe perché i suoni non cambiavano in presenza di Heliox. Ha detto che questo ha senso perché usare le vibrazioni dei tessuti permetterebbe ai delfini di comunicare più efficacemente in profondità. Madsen e il team suggeriscono che i tessuti più probabili per produrre i suoni sono le labbra foniche nelle cavità aeree nasali. Pensano anche che le balene dentate potrebbero comunicare nello stesso modo.
Il documento è pubblicato in Biology Letters della Royal Society.
Maggiori informazioni: 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
Delphinids produce fischi tonali modellati da apprendimento vocale per la comunicazione acustica. A differenza dei mammiferi terrestri, la produzione del suono dei delfinidi è guidata da aria pressurizzata all’interno di un complesso sistema nasale. Non è chiaro come i contorni fondamentali del fischio possano essere mantenuti attraverso una vasta gamma di pressioni idrostatiche e volumi del sacco dell’aria. Due ipotesi opposte propongono che i suoni tonali derivano o da vibrazioni dei tessuti o attraverso la produzione effettiva del fischio da vortici stabilizzati da volumi d’aria nasale risonante. Qui, usiamo un tursiope addestrato che fischia in aria e in eliox per testare queste ipotesi. I contorni della frequenza fondamentale dei fischi stereotipati non sono stati influenzati dalla maggiore velocità del suono in eliox. Pertanto, il termine fischio è un termine improprio funzionale in quanto i delfini in realtà non fischiano, ma formano il contorno di frequenza fondamentale delle loro chiamate tonali tramite vibrazioni dei tessuti indotte pneumaticamente, analogamente al funzionamento delle pieghe vocali nei mammiferi terrestri e la siringa negli uccelli. Questa forma di produzione del suono tonale mediante vibrazioni dei tessuti nasali si è probabilmente evoluta nei delfinidi per consentire l’adattamento dell’impedenza all’acqua e per mantenere i contorni della firma tonale attraverso i cambiamenti di pressione idrostatica, densità dell’aria e volumi d’aria nasali relativi durante le immersioni.