الفيزياء في عالم الحيوان: الدلافين والصدى

الدلافين هي ثدييات بحرية. تم تصميم أجسامهم بشكل خاص بسبب نمط حياة هذه الحيوانات. تعمل معظم أجهزة الإحساس بالدلافين بشكل مختلف عن الثدييات الأرضية. دماغهم ليس أقل تعقيدًا من دماغ الإنسان ، وتطور الدلافين لفترة أطول من البشر (حوالي 25 مليون سنة). كان العلماء يدرسون الدلافين منذ عقود ، ولكن لا تزال هناك أسئلة حول نمط حياتهم لم تتم الإجابة عليها. من بين القضايا الأخرى نظام الاتصال لهذه الحيوانات. يعتقد الخبراء أن لديهم لغتهم الخاصة ، لكن الناس غير قادرين على فك تشفيرها.

من أجل القيام بذلك ، يحاول العلماء دراسة النظام السمعي للدلافين ، بالإضافة إلى "مسبار الصدى" - نظام لنقل الإشارات الصوتية. الرؤية تحت الماء دائمًا ما تكون محدودة للغاية ، لذلك لا تعتمد الدلافين على البصر (لقد تطورت بشكل جيد ، ولكن لا يمكن وصفها بأنها مثالية) ، ولكن على السمع. تستخدم الدلافين أصواتًا عالية التردد للتواصل مع بعضها البعض. للتوجيه في الفضاء ، تنبعث هذه الحيوانات نقرات من تردد ومدة معينة. هذه الإشارات الصوتية ، المنعكسة من الأشياء ، تعطي الدلفين معلومات حول الأشياء المحيطة.

لدى العديد من الثدييات الأرضية حاسة شم شديدة. فقدت الدلافين ، بعد أن اختارت بيئة مائية للحياة ، حاسة الشم. بدلاً من ذلك ، تعلموا كيفية استخدام حاسة التذوق بشكل مثالي. تعطي مستقبلات الذوق الدلافين فكرة عن وجود مواد معينة في الماء ، والتي قد تشير إلى قرب الطعام أو الخطر أو الأقارب. يعتقد العلماء أن الدلافين يمكن أن تحدد حتى اختلافًا بسيطًا جدًا في الملوحة. لهذا السبب ، فإن الدلافين التي تعيش في البحر الأبيض المتوسط ​​لا تذهب أبدًا إلى البحر الأسود ، حيث تبلغ ملوحة المياه حوالي 17 درجة مئوية ، وهو نصف ملوحة البحر الأبيض المتوسط.


يتم تطوير الدلافين بشكل أفضل للسمع ، فهي ذات أهمية قصوى في حياتهم ، لتحل محل الرؤية في معظم الحالات. بحثًا عن الطعام ، تغوص هذه الثدييات في أعماق كبيرة ، حيث تكون الرؤية غائبة عمليًا. حتى لو كانت رؤية الدلفين متطورة بشكل جيد ، فلا يزال من الصعب رؤية شيء هنا. لكن تحديد الموقع بالصدى يسمح لك باكتشاف الطعام والتنقل بشكل مثالي في المساحة المحيطة. في الوقت نفسه ، في بداية القرن الماضي ، جادل الخبراء بأن سمع الدلافين ضعيف للغاية.

وحدة الصوت

مثل جميع الثدييات الأخرى ، في أسلاف الدلافين ، كان الجهاز الصوتي مرتبطًا على الأرجح بالجهاز التنفسي. ولكن في الدلافين وأقاربهم ، لا يرتبط نظام الصوت بالرئتين. فمهم يعمل فقط لالتقاط الأشياء ، بما في ذلك الطعام. الجهاز التنفسي للدلافين معقد ، ونقطة الإلهام والزفير هي المعجزة ، التي تقع في الجزء العلوي من الرأس. ترتبط ثلاثة أزواج من الأكياس الهوائية بمرور الدلافين التنفسي مرة واحدة. يعتقد العلماء أن هذه الأكياس تلعب دورًا مهمًا في توليد أصوات الدلافين. يتواصلون عن طريق إغلاق الفم والتنفس ، تحت الماء ، وليس على السطح.

في سبتمبر من هذا العام ، نشر باحثون من محمية كاراداج الطبيعية ورقة بحثيةحيث يظهر نظام الاتصال لهذه الحيوانات. من خلال تغيير حجم وتكرار النقرات ، تشكل الدلافين ذات الزجاجة الكلمات ، ومن بينها الجمل. وفقًا للخبراء ، تشبه هذه المحادثات من نواح كثيرة الكلام البشري. عند المشاركة في المحادثة ، تستمع الدلافين لبعضها البعض بعناية. عندما "يتحدث" دلفين ، يستمع إليه الثاني ، والعكس صحيح. "يختلف كل صوت يصدر عن إحدى الحيوانات عن الصوت الآخر الذي يولده المحاور. الفرق يكمن في طيف النبضات وتواترها. ومع ذلك ، لا يتم تكرار عدد من مجموعات الأصوات. يمكننا أن نفترض أن كل تموج هو صوت منفصل أو كلمة منفصلة عن لغة الدلافين ، ”يقول رئيس الدراسة ، فياتشيسلاف ريابوف. تبلغ سرعة النبض الصوتي في الدلافين حوالي 700 نبضة في الثانية.


يتم إنشاء النقرات نفسها في نظام معين ، يقع تحت المدخنة في الجزء العلوي من الرأس. يتم إرسال الموجات الصوتية بواسطة الحيوانات بطريقة اتجاهية ، ويتم توفير هذه الميزة من خلال طبقة الدهون على جبين الحيوان ، بالإضافة إلى السطح الأمامي المقعر للجمجمة. ونتيجة لذلك ، فإن الدلفين قادر على جمع الصوت في "شعاع" موجه بزاوية اختلاف تبلغ 9 درجات. هذا يعطي الحيوانات فرصة كبيرة. يمكن للدلافين ذات الزجاجة ، على سبيل المثال ، اكتشاف الأجسام الصغيرة بحجم اليوسفي على مسافة تزيد عن 100 متر.

السمع

جهاز السمع في الدلافين ليس أقل تعقيدًا من جهاز الصوت. من الواضح أنه ليس لديهم أذون ، على الرغم من أن لديهم دلافين في أسلافهم. إذا بقي هذا العضو مع الدلافين ، فسوف يتسبب في بؤر الاضطراب أثناء الحركة ، مما يؤدي إلى توليد ضوضاء قوية ، وإغراق جميع الأصوات الأخرى للحيوان.

لذلك يتم إدراك الأصواتالدلافين مختلفة. في البداية ، تمر الإشارات الصوتية عبر فتحة الأذن الخارجية (لا تزال موجودة). ثم ، من خلال نفس القناة السمعية الضيقة ، تصل الموجة الصوتية إلى الأذن الوسطى. علاوة على ذلك ، توجد الأذن الوسطى والداخلية في هذه الحيوانات ليس في عظم الجمجمة ، ولكن بشكل منفصل ، تتصل مع الجمجمة باستخدام ملحق وتر خاص. ينقل العصب الصوتي الإشارات المستقبلة إلى الدماغ. ومن المثير للاهتمام أن أجهزة استقبال الصوت للأذن اليسرى واليمنى مستقلة عن بعضها البعض. هذا يسمح للحيوان بتحديد موقع مصدر الصوت. على سبيل المثال ، نفس الدلفين الزجاجةيمكن تحديد موقع المكان الذي سقطت فيه سمكة صغيرة في المسبح ، والإبحار على الفور إلى مكان السقوط. بالإضافة إلى قنوات الأذن ، تتلقى الدلافين أيضًا الصوت باستخدام الفك السفلي ، حيث توجد صفيحة عظم بسمك 0.3 مم. يلعب دور الغشاء.

نظرًا لهيكل نظامها السمعي ، يمكن للدلافين إدراك مجموعة واسعة من الأصوات - من 1 هيرتز إلى 320 كيلو هرتز. هذا نطاق صوتي أوسع بكثير من ذلك الذي يمكن للشخص إدراكه.



تدرس الدلافين المساحة المحيطة لتوليد الأصوات والتقاط انعكاسها من الأجسام المحيطة. علاوة على ذلك ، فإن "جهاز" تحديد الدلافين بالصدى موثوق للغاية. تجد الدلافين بعضها البعض على مسافة تزيد عن 150 مترًا في ظلام دامس. في هذه الحالة ، يولدون إشارات فوق صوتية بتردد 60-90 كيلو هرتز. بمساعدة "محدد موقعه" ، يتلقى الدلفين بيانات ليس فقط عن المسافة إلى العوائق والأشياء ، ولكن أيضًا عن طبيعتها (الحجم والشكل وخصائص المواد).

Source: https://habr.com/ru/post/ar398577/