by Lin Edwards , Phys.org
(PhysOrg.com) — Od dawna sądzono, że delfiny wydają dźwięki za pomocą „gwizdów”, ale nowa analiza danych zebranych pod koniec lat 70. ujawniła, że zamiast tego delfiny wydają dźwięki za pomocą wibracji tkanek, w sposób podobny do tego, w jaki ludzie i inne ssaki używają strun głosowych (zwanych też fałdami głosowymi), a ptaki używają syrinx.
Naukowcy z Uniwersytetu Aarhus w Danii, kierowani przez Petera Madsena, przeanalizowali dane zebrane w 1977 roku przez naukowców współpracujących z US Navy Marine Mammal Program. Naukowcy, Sam Ridgeway i Don Carder, badali wyszkolonego delfina butlonosego (Tursiops truncatus). Nagrywali dźwięki wydawane przez delfina, które interpretowali jako gwizdy, gdy zwierzę oddychało powietrzem i gdy oddychało Helioxem, który jest mieszaniną helu (80%) i tlenu (20%). Heliox był dostarczany delfinowi przez maskę umieszczoną nad otworem wydmuchowym zwierzęcia. Celem użycia Heliox było sprawdzenie, czy dźwięki delfinów wzrosną w obecności helu, tak jak ludzki głos (ponieważ prędkość dźwięku w helioxie jest 1.74 razy większa niż w powietrzu).
Naukowcy w tym czasie myśleli, że dźwięki delfinów zostały wykonane przez rezonans powietrza w ich jamach nosowych. Gdyby to była prawda, wysokość dźwięków zmieniałaby się w miarę jak delfin poruszałby się głębiej, ponieważ zwiększone ciśnienie w jamach nosowych również podnosiłoby wysokość ich dźwięków.
Dane zebrane przez zespół Marynarki Wojennej nie mogły być w pełni przeanalizowane, ponieważ w tamtym czasie analiza pojedynczego gwizdka zajęłaby kilka godzin. Teraz, z korzyścią dla technologii cyfrowych, zespół Madsensa był w stanie zdigitalizować stare nagrania i użyć zaawansowanych skryptów obliczeniowych i wizualizacyjnych do przeanalizowania ich pod kątem harmonicznych i częstotliwości każdego nagranego gwizdka. Odkryli, że dźwięki nie zmieniły wysokości, gdy delfin oddychał Heliox.
Dr Madsen powiedział, że wyniki analizy sugerują, że dźwięki nie zostały wykonane jako gwizdki w ogóle (które zostałyby wykonane przez wydalanie powietrza szybko), ale były wynikiem pneumatycznie wywołanych wibracji tkanki, a to wyjaśniałoby, dlaczego dźwięki nie zmieniły się w obecności Heliox. Powiedział, że ma to sens, ponieważ wykorzystanie drgań tkanek pozwoliłoby delfinom na bardziej efektywną komunikację na głębokości. Madsen i zespół sugerują, że najbardziej prawdopodobnymi tkankami do wytwarzania dźwięków są wargi foniczne w jamach nosowych. Myślą również, że wieloryby zębate mogą komunikować się w ten sam sposób.
Papier został opublikowany w Royal Society’s Biology Letters.
Więcej informacji: 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 tonal whistles shaped by vocal learning for acoustic communication. W przeciwieństwie do ssaków lądowych, produkcja dźwięku u delfickich jest napędzana przez sprężone powietrze w złożonym systemie nosowym. Nie jest jasne, w jaki sposób podstawowe kontury gwizdów mogą być utrzymywane w szerokim zakresie ciśnień hydrostatycznych i objętości worków powietrznych. Dwie przeciwstawne hipotezy proponują, że dźwięki tonalne powstają albo w wyniku wibracji tkanek, albo poprzez rzeczywistą produkcję gwizdów z wirów stabilizowanych przez rezonujące objętości powietrza w jamie nosowej. Tutaj wykorzystujemy wytrenowanego delfina butelkonosego gwiżdżącego w powietrzu i w helioksie, aby przetestować te hipotezy. Wyższa prędkość dźwięku w helioksie nie miała wpływu na kontury częstotliwości podstawowych stereotypowych gwizdów. W związku z tym termin gwizd jest funkcjonalnym błędem, ponieważ delfiny w rzeczywistości nie gwiżdżą, ale tworzą podstawowy kontur częstotliwości swoich tonalnych rozmów przez pneumatycznie indukowane wibracje tkanek analogiczne do działania fałdów głosowych u ssaków lądowych i syrinx u ptaków. Ta forma produkcji dźwięku tonalnego przez drgania tkanki nosowej prawdopodobnie rozwinęła się u delfinowatych, aby umożliwić dopasowanie impedancji do wody i utrzymać kontury sygnatur tonalnych przy zmianach ciśnienia hydrostatycznego, gęstości powietrza i względnej objętości powietrza nosowego podczas nurkowania.