Physik in der Tierwelt: Delfine und Echolokalisierung



Delfine sind Meeressäuger. Ihr Körper ist speziell auf den Lebensstil dieser Tiere ausgelegt. Die meisten Delfinsinnorgane funktionieren anders als Landsäugetiere. Ihr Gehirn ist nicht weniger komplex als das menschliche Gehirn, und Delfine entwickelten sich länger als Menschen (etwa 25 Millionen Jahre). Wissenschaftler untersuchen seit Jahrzehnten Delfine, aber es gibt immer noch Fragen zu ihrem Lebensstil, die unbeantwortet bleiben. Unter anderem ist das Kommunikationssystem dieser Tiere. Experten glauben, dass sie ihre eigene Sprache haben, aber die Leute sind noch nicht in der Lage, sie zu entschlüsseln.

Zu diesem Zweck versuchen Wissenschaftler, das Hörsystem von Delfinen sowie ihren "Echolot" zu untersuchen - ein System zur Übertragung von Schallsignalen. Die Sicht unter Wasser ist fast immer sehr eingeschränkt, daher verlassen sich Delfine nicht auf das Sehvermögen (sie haben sich gut entwickelt, können aber nicht als ideal bezeichnet werden), sondern auf das Hören. Delfine verwenden hochfrequente Geräusche, um miteinander zu kommunizieren. Zur Orientierung im Raum senden diese Tiere Klicks mit einer bestimmten Häufigkeit und Dauer aus. Diese von Objekten reflektierten Tonsignale geben dem Delphin Informationen über die umgebenden Objekte.

Viele Landsäugetiere haben einen sehr akuten Geruchssinn. Delfine, die eine aquatische Umgebung fürs Leben gewählt haben, haben fast ihren Geruchssinn verloren. Stattdessen lernten sie, den Geschmackssinn perfekt zu nutzen. Geschmacksrezeptoren geben Delfinen eine Vorstellung vom Vorhandensein bestimmter Substanzen im Wasser, was auf die Nähe von Nahrungsmitteln, Gefahren oder Verwandten hinweisen kann. Wissenschaftler glauben, dass Delfine sogar einen sehr kleinen Unterschied im Salzgehalt feststellen können. Aus diesem Grund gehen die im Mittelmeer lebenden Delfine fast nie ins Schwarze Meer, wo der Salzgehalt des Wassers etwa 17 ‰ beträgt, was der Hälfte des Salzgehalts des Mittelmeers entspricht.


Delfine sind am besten für das Hören entwickelt, sie sind von größter Bedeutung in ihrem Leben und ersetzen in den meisten Fällen das Sehen. Auf der Suche nach Nahrung tauchen diese Säugetiere in große Tiefen, in denen es praktisch keine Sicht gibt. Selbst wenn die Vision des Delfins gut entwickelt wäre, ist es immer noch schwierig, hier etwas zu sehen. Durch die Echolokalisierung können Sie jedoch Lebensmittel erkennen und perfekt in der Umgebung navigieren. Gleichzeitig argumentierten Experten zu Beginn des letzten Jahrhunderts, dass das Hören von Delfinen sehr schlecht entwickelt sei.

Spracheinheit


Wie bei allen anderen Säugetieren war bei den Vorfahren der Delfine der Stimmapparat höchstwahrscheinlich mit dem Atmungssystem verbunden. Bei Delfinen und ihren Verwandten ist das Sprachsystem jedoch nicht mit der Lunge verbunden. Ihr Mund dient nur dazu, Gegenstände, einschließlich Lebensmittel, einzufangen. Das Atmungssystem der Delfine ist komplex, der Punkt der Inspiration und des Ausatmens ist das Spirakel, das sich oben auf dem Kopf befindet. Drei Paar Luftsäcke sind gleichzeitig mit dem Atemweg von Delfinen verbunden. Wissenschaftler glauben, dass diese Taschen eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von Geräuschen durch Delfine spielen. Sie kommunizieren, indem sie den Mund schließen und atmen, unter Wasser und nicht an der Oberfläche.

Im September dieses Jahres veröffentlichten Forscher des Karadag-Naturschutzgebiets ein Papierwo das Kommunikationssystem dieser Tiere gezeigt wird. Durch Ändern der Lautstärke und Häufigkeit von Klicks bilden Tümmler Wörter und daraus Sätze. Experten zufolge ähneln diese Gespräche in vielerlei Hinsicht der menschlichen Sprache. Delfine nehmen an dem Gespräch teil und hören einander aufmerksam zu. Wenn ein Delphin „spricht“, hört der zweite auf ihn und umgekehrt. „Jedes Geräusch, das von einem der Tiere erzeugt wird, unterscheidet sich von dem anderen Geräusch, das vom Gesprächspartner erzeugt wird. Der Unterschied liegt im Spektrum und in der Frequenz der Pulsationen. Einige Tonkombinationen werden jedoch nicht wiederholt. Wir können davon ausgehen, dass jede Welligkeit ein separates Phonem oder Wort aus der Sprache der Delfine ist “, sagt der Leiter der Studie, Vyacheslav Ryabov. Die Schallpulsgeschwindigkeit bei Delfinen beträgt etwa 700 Impulse pro Sekunde.


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Das Hörorgan bei Delfinen ist nicht weniger kompliziert als der Schallapparat. Es ist klar, dass sie keine Ohrmuscheln haben, obwohl sie Delfine in ihren Vorfahren hatten. Wenn dieses Organ bei Delfinen verbleiben würde, würde es während der Bewegung Turbulenzherde verursachen, die zu starken Geräuschen führen und alle anderen Geräusche für das Tier übertönen würden.

Daher werden Geräusche wahrgenommenDelfine sind anders. Zuerst passieren Tonsignale die äußere Ohröffnung (sie ist immer noch da). Dann erreicht die Schallwelle durch denselben engen Gehörgang das Mittelohr. Darüber hinaus befinden sich das Mittel- und Innenohr bei diesen Tieren nicht im Schädelknochen, sondern getrennt und verbinden sich mit dem Schädel über einen speziellen Sehnenaufsatz. Der Schallnerv überträgt die empfangenen Signale an das Gehirn. Interessanterweise sind die Tonempfänger für das linke und das rechte Ohr unabhängig voneinander. Dadurch kann das Tier den Ort der Schallquelle bestimmen. Zum Beispiel der gleiche Tümmlerkann den Ort, an dem ein kleiner Fisch in den Pool gefallen ist, genau lokalisieren und sofort zum Ort des Falles segeln. Neben den Gehörgängen empfangen Delfine auch Schall über den Unterkiefer, wo sich eine 0,3 mm dicke Knochenplatte befindet. Es spielt die Rolle einer Membran.

Aufgrund der Struktur ihres Hörsystems können Delfine eine Vielzahl von Geräuschen wahrnehmen - von 1 Hertz bis 320 Kilohertz. Dies ist ein viel größerer Schallbereich als der, den eine Person wahrnehmen kann.



Delfine erzeugen Geräusche und fangen ihre Reflexion von umgebenden Objekten ein. Sie untersuchen den umgebenden Raum. Darüber hinaus ist das Echoortungsgerät des Delfins sehr zuverlässig. Delfine finden sich in einer Entfernung von über 150 Metern in völliger Dunkelheit. In diesem Fall erzeugen sie Ultraschallsignale mit einer Frequenz von 60-90 Kilohertz. Mit Hilfe seines „Locators“ erhält der Delphin nicht nur Daten über die Entfernung zu Hindernissen und Objekten, sondern auch über deren Art (Größe, Form und Materialeigenschaften).

Source: https://habr.com/ru/post/de398577/


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