Física en el mundo animal: delfines y ecolocación

Los delfines son mamíferos marinos. Su cuerpo está diseñado específicamente debido al estilo de vida de estos animales. La mayoría de los órganos sensoriales de los delfines funcionan de manera diferente a los mamíferos terrestres. Su cerebro no es menos complejo que el cerebro humano, y los delfines se desarrollaron más que los humanos (unos 25 millones de años). Los científicos han estado estudiando delfines durante décadas, pero todavía hay preguntas sobre su estilo de vida que no tienen respuesta. Entre otros problemas está el sistema de comunicación de estos animales. Los expertos creen que tienen su propio idioma, pero las personas aún no pueden descifrarlo.

Para hacer esto, los científicos están tratando de estudiar el sistema auditivo de los delfines, así como su "ecosonda", un sistema para transmitir señales de sonido. La visibilidad bajo el agua es casi siempre muy limitada, por lo que los delfines no dependen de la vista (se han desarrollado bien, pero no se los puede llamar ideales), sino de la audición. Los delfines usan sonidos de alta frecuencia para comunicarse entre sí. Para orientarse en el espacio, estos animales emiten clics de cierta frecuencia y duración. Estas señales de sonido, reflejadas por los objetos, le dan al delfín información sobre los objetos circundantes.

Muchos mamíferos terrestres tienen un sentido del olfato muy agudo. Los delfines, habiendo elegido un ambiente acuático para la vida, casi han perdido el sentido del olfato. En cambio, aprendieron a usar perfectamente el sentido del gusto. Los receptores gustativos les dan a los delfines una idea de la presencia de ciertas sustancias en el agua, lo que puede indicar la proximidad de alimentos, peligro o parientes. Los científicos creen que los delfines pueden determinar incluso una diferencia muy pequeña en la salinidad. Por esta razón, los delfines que viven en el Mar Mediterráneo casi nunca entran al Mar Negro, donde la salinidad del agua es de aproximadamente 17 ‰, que es la mitad de la salinidad del Mar Mediterráneo.


Los delfines están mejor desarrollados para la audición, son de suma importancia en sus vidas, reemplazando en la mayoría de los casos la visión. En busca de alimento, estos mamíferos se sumergen a grandes profundidades, donde la visibilidad está prácticamente ausente. Incluso si la visión del delfín estuviera bien desarrollada, todavía es difícil ver algo aquí. Pero la ecolocación le permite detectar alimentos y navegar perfectamente en el espacio circundante. Al mismo tiempo, a principios del siglo pasado, los expertos argumentaron que la audición de los delfines está muy poco desarrollada.

Unidad de voz

Como todos los demás mamíferos, en los antepasados ​​de los delfines, el aparato vocal probablemente estaba asociado con el sistema respiratorio. Pero en los delfines y sus parientes, el sistema de voz no está asociado con los pulmones. Su boca solo sirve para capturar objetos, incluida la comida. El sistema respiratorio de los delfines es complejo, el punto de inspiración y exhalación es el espiráculo, que se encuentra en la parte superior de la cabeza. Tres pares de sacos de aire están conectados al paso respiratorio de los delfines a la vez. Los científicos creen que estas bolsas juegan un papel importante en la generación de sonidos de los delfines. Se comunican cerrando la boca y respirando, bajo el agua, y no en la superficie.

En septiembre de este año, investigadores de la Reserva Natural de Karadag publicaron un artículo.donde se muestra el sistema de comunicación de estos animales. Al cambiar el volumen y la frecuencia de los clics, los delfines nariz de botella forman palabras y, de estas, oraciones. Según los expertos, en muchos sentidos estas conversaciones son similares al habla humana. Participando en la conversación, los delfines se escuchan atentamente. Cuando un delfín "habla", el segundo lo oye y viceversa. “Cada sonido generado por uno de los animales es diferente del otro sonido generado por el interlocutor. La diferencia está en el espectro y la frecuencia de las pulsaciones. Sin embargo, no se repiten varias combinaciones de sonidos. Podemos suponer que cada onda es un fonema o una palabra separada del lenguaje de los delfines ”, dice el director del estudio, Vyacheslav Ryabov. La velocidad de la pulsación del sonido en los delfines es de aproximadamente 700 pulsos por segundo.


Los clics se generan en un sistema específico, que se encuentra debajo del espiráculo en la parte superior de la cabeza. Las ondas sonoras son enviadas por los animales de manera direccional, esta característica es proporcionada por la capa de grasa en la frente del animal, así como la superficie frontal cóncava del cráneo. Como resultado, el delfín puede recoger el sonido en un "haz" dirigido con un ángulo de divergencia de 9 °. Esto le da a los animales una gran oportunidad. Los delfines nariz de botella, por ejemplo, pueden detectar objetos pequeños del tamaño de una mandarina a una distancia de más de 100 metros.

Audífonos

El órgano de la audición en los delfines no es menos complicado que el aparato de sonido. Está claro que no tienen aurículas, aunque tenían delfines en sus antepasados. Si este órgano permaneciera con delfines, causaría focos de turbulencia durante el movimiento, lo que provocaría la generación de un ruido fuerte, ahogando todos los demás sonidos para el animal.

Por lo tanto, se perciben los sonidos.Los delfines son diferentes. Al principio, las señales de sonido pasan a través de la abertura del oído externo (todavía está allí). Luego, a través del mismo canal auditivo estrecho, la onda acústica llega al oído medio. Además, el oído medio y el interno se encuentran en estos animales, no en el hueso craneal, sino por separado, y se conectan con el cráneo mediante un accesorio de tendón especial. El nervio del sonido transmite las señales recibidas al cerebro. Curiosamente, los receptores de sonido para el oído izquierdo y derecho son independientes entre sí. Esto permite al animal determinar la ubicación de la fuente de sonido. Por ejemplo, el mismo delfín nariz de botellapuede localizar con precisión el lugar donde cayó un pez pequeño en la piscina e inmediatamente navegar hacia el lugar de la caída. Además de los canales auditivos, los delfines también reciben sonido usando la mandíbula inferior, donde se encuentra una placa ósea de 0.3 mm de espesor. Desempeña el papel de una membrana.

Debido a la estructura de su sistema auditivo, los delfines pueden percibir una amplia gama de sonidos, desde 1 hertz hasta 320 kilohertz. Este es un rango de sonido mucho más amplio que el que una persona puede percibir.



Generando sonidos y captando su reflejo de los objetos circundantes, los delfines estudian el espacio circundante. Además, el "dispositivo" de ecolocalización del delfín es muy confiable. Los delfines se encuentran a una distancia de más de 150 metros en completa oscuridad. En este caso, generan señales ultrasónicas con una frecuencia de 60-90 kilohercios. Con la ayuda de su "localizador", el delfín recibe datos no solo sobre la distancia a obstáculos y objetos, sino también sobre su naturaleza (tamaño, forma y propiedades del material).

Source: https://habr.com/ru/post/es398577/