Fisika di dunia hewan: lumba-lumba dan ekolokasi

Lumba - lumba adalah mamalia laut. Tubuh mereka dirancang khusus karena gaya hidup hewan-hewan ini. Sebagian besar organ indera lumba-lumba bekerja secara berbeda dari mamalia darat. Otak mereka tidak kalah kompleks dari otak manusia, dan lumba-lumba berkembang lebih lama daripada manusia (sekitar 25 juta tahun). Para ilmuwan telah mempelajari lumba-lumba selama beberapa dekade, tetapi masih ada pertanyaan tentang gaya hidup mereka yang tidak dijawab. Di antara masalah lain adalah sistem komunikasi hewan-hewan ini. Para ahli percaya bahwa mereka memiliki bahasa mereka sendiri, tetapi orang-orang belum dapat mendekripsi.

Untuk melakukan ini, para ilmuwan mencoba mempelajari sistem pendengaran lumba-lumba, serta "echo sounder" mereka - sebuah sistem untuk mentransmisikan sinyal suara. Visibilitas di bawah air hampir selalu sangat terbatas, sehingga lumba-lumba tidak bergantung pada penglihatan (mereka telah berkembang dengan baik, tetapi mereka tidak bisa disebut ideal), tetapi pada pendengaran. Lumba-lumba menggunakan suara frekuensi tinggi untuk berkomunikasi satu sama lain. Untuk orientasi dalam ruang, hewan-hewan ini memancarkan klik pada frekuensi dan durasi tertentu. Sinyal suara ini, tercermin dari objek, memberikan informasi lumba-lumba tentang objek di sekitarnya.

Banyak mamalia darat memiliki indera penciuman yang sangat akut. Lumba-lumba, setelah memilih lingkungan akuatik untuk hidup, hampir kehilangan indra penciumannya. Sebagai gantinya, mereka belajar menggunakan indera perasa dengan sempurna. Reseptor reseptor memberi lumba-lumba gagasan tentang keberadaan zat tertentu di dalam air, yang mungkin mengindikasikan kedekatan makanan, bahaya atau kerabat. Para ilmuwan percaya bahwa lumba-lumba dapat menentukan perbedaan salinitas yang sangat kecil. Untuk alasan ini, lumba-lumba yang hidup di Laut Mediterania hampir tidak pernah pergi ke Laut Hitam, di mana salinitas air sekitar 17 ‰, yang merupakan setengah salinitas dari Laut Mediterania.


Lumba-lumba paling baik dikembangkan untuk pendengaran, mereka sangat penting dalam kehidupan mereka, menggantikan dalam banyak kasus visi. Dalam mencari makanan, mamalia ini menyelam ke kedalaman yang sangat dalam, di mana jarak pandang praktis tidak ada. Bahkan jika visi lumba-lumba berkembang dengan baik, masih sulit untuk melihat sesuatu di sini. Tapi ekolokasi memungkinkan Anda mendeteksi makanan dan menavigasi dengan sempurna di ruang sekitarnya. Pada saat yang sama, pada awal abad terakhir, para ahli berpendapat bahwa pendengaran lumba-lumba sangat kurang berkembang.

Unit suara

Seperti semua mamalia lainnya, pada nenek moyang lumba-lumba, alat vokal kemungkinan besar berhubungan dengan sistem pernapasan. Tetapi pada lumba-lumba dan kerabat mereka, sistem suara tidak terkait dengan paru-paru. Mulut mereka hanya berfungsi untuk menangkap benda, termasuk makanan. Sistem pernapasan lumba-lumba sangat kompleks, titik inspirasi dan pernafasan adalah roh, yang terletak di bagian atas kepala. Tiga pasang kantung udara terhubung ke saluran pernapasan lumba-lumba sekaligus. Para ilmuwan percaya bahwa tas ini memainkan peran penting dalam generasi suara oleh lumba-lumba. Mereka berkomunikasi dengan menutup mulut dan bernafas, di bawah air, dan tidak di permukaan.

Pada bulan September tahun ini, para peneliti dari Karadag Nature Reserve menerbitkan sebuah makalahdi mana sistem komunikasi hewan-hewan ini ditampilkan. Dengan mengubah volume dan frekuensi klik, lumba-lumba hidung botol membuat kata-kata, dan ini, kalimat. Menurut para ahli, dalam banyak hal percakapan ini mirip dengan ucapan manusia. Mengambil bagian dalam percakapan, lumba-lumba dengan hati-hati mendengarkan satu sama lain. Ketika satu lumba-lumba "berbicara", yang kedua mendengarnya, dan sebaliknya. “Setiap suara yang dihasilkan oleh salah satu hewan berbeda dari suara lainnya yang dihasilkan oleh lawan bicara. Perbedaannya terletak pada spektrum dan frekuensi denyutannya. Namun, sejumlah kombinasi suara tidak diulang. Kita dapat berasumsi bahwa setiap riak adalah fonem atau kata yang terpisah dari bahasa lumba-lumba, ”kata kepala penelitian, Vyacheslav Ryabov. Kecepatan denyutan suara dalam lumba-lumba adalah sekitar 700 pulsa per detik.


Klik itu sendiri dihasilkan dalam sistem tertentu, yang terletak di bawah spiral di bagian atas kepala. Gelombang suara dikirim oleh hewan secara terarah, fitur ini disediakan oleh lapisan lemak di dahi hewan, serta permukaan depan tengkorak yang cekung. Hasilnya, lumba-lumba mampu mengumpulkan suara dalam "balok" terarah dengan sudut divergensi 9 °. Ini memberi hewan kesempatan yang luas. Lumba-lumba hidung botol, misalnya, dapat mendeteksi benda kecil seukuran jeruk keprok pada jarak lebih dari 100 meter.

Alat bantu dengar

Organ pendengaran dalam lumba-lumba tidak kalah rumit dari alat suara. Jelas bahwa mereka tidak memiliki daun telinga, meskipun mereka memiliki lumba-lumba di leluhur mereka. Jika organ ini akan tetap dengan lumba-lumba, itu akan menyebabkan fokus turbulensi selama pergerakan, yang akan menyebabkan timbulnya suara yang kuat, menenggelamkan semua suara lain untuk hewan.

Oleh karena itu suara dirasakanLumba-lumba berbeda. Pada awalnya, sinyal suara melewati lubang luar telinga (masih ada di sana). Kemudian, melalui kanal pendengaran yang sama, gelombang akustik mencapai telinga tengah. Selain itu, telinga tengah dan dalam terletak pada hewan-hewan ini bukan di tulang tengkorak, tetapi secara terpisah, menghubungkan dengan tengkorak menggunakan lampiran tendon khusus. Saraf suara mentransmisikan sinyal yang diterima ke otak. Menariknya, penerima suara untuk telinga kiri dan kanan tidak tergantung satu sama lain. Ini memungkinkan hewan untuk menentukan lokasi sumber suara. Misalnya, lumba-lumba hidung botol yang samadapat secara akurat menemukan tempat ikan kecil jatuh di kolam, dan segera berlayar ke tempat jatuh. Selain saluran telinga, lumba-lumba juga menerima suara menggunakan rahang bawah, tempat pelat tulang setebal 0,3 mm. Ini memainkan peran membran.

Karena struktur sistem pendengaran mereka, lumba-lumba dapat merasakan berbagai suara - dari 1 hertz hingga 320 kilohertz. Ini adalah rentang suara yang jauh lebih luas daripada yang bisa dirasakan seseorang.



Menghasilkan suara dan menangkap pantulannya dari benda-benda di sekitarnya, lumba-lumba mempelajari ruang di sekitarnya. Selain itu, "perangkat" ekolokasi lumba-lumba sangat dapat diandalkan. Lumba-lumba saling menemukan pada jarak lebih dari 150 meter dalam kegelapan total. Dalam hal ini, mereka menghasilkan sinyal ultrasonik dengan frekuensi 60-90 kilohertz. Dengan bantuan “locator” -nya, lumba-lumba menerima data tidak hanya tentang jarak ke rintangan dan benda, tetapi juga tentang sifat mereka (ukuran, bentuk dan sifat material).

Source: https://habr.com/ru/post/id398577/