Física no mundo animal: golfinhos e ecolocalização

Golfinhos são mamíferos marinhos. Seu corpo é projetado especificamente por causa do estilo de vida desses animais. A maioria dos órgãos dos sentidos dos golfinhos funciona de maneira diferente dos mamíferos terrestres. Seu cérebro não é menos complexo que o cérebro humano, e os golfinhos se desenvolveram mais que os humanos (cerca de 25 milhões de anos). Os cientistas estudam golfinhos há décadas, mas ainda há perguntas sobre seu estilo de vida que não foram respondidas. Entre outras questões, está o sistema de comunicação desses animais. Especialistas acreditam que eles têm seu próprio idioma, mas as pessoas ainda não são capazes de decifrá-lo.

Para fazer isso, os cientistas estão tentando estudar o sistema auditivo dos golfinhos, bem como seu "ecobatímetro" - um sistema para transmissão de sinais sonoros. A visibilidade sob a água é quase sempre muito limitada; portanto, os golfinhos não dependem da visão (eles se desenvolveram bem, mas não podem ser chamados de ideais), mas da audição. Os golfinhos usam sons de alta frequência para se comunicar. Para orientação no espaço, esses animais emitem cliques com uma certa frequência e duração. Esses sinais sonoros, refletidos nos objetos, fornecem ao golfinho informações sobre os objetos ao redor.

Muitos mamíferos terrestres têm um olfato muito agudo. Os golfinhos, tendo escolhido um ambiente aquático para a vida, quase perderam o sentido do olfato. Em vez disso, eles aprenderam a usar perfeitamente o sentido do paladar. Os receptores gustativos dão aos golfinhos uma idéia da presença de certas substâncias na água, o que pode indicar a proximidade de alimentos, perigos ou parentes. Os cientistas acreditam que os golfinhos podem determinar até uma diferença muito pequena na salinidade. Por esse motivo, os golfinhos que vivem no mar Mediterrâneo quase nunca entram no mar Negro, onde a salinidade da água é de cerca de 17 ‰, que é metade da salinidade do mar Mediterrâneo.


Os golfinhos são melhor desenvolvidos para a audição, são de suma importância em suas vidas, substituindo na maioria dos casos a visão. Em busca de alimento, esses mamíferos mergulham em grandes profundidades, onde a visibilidade é praticamente ausente. Mesmo que a visão do golfinho tenha sido bem desenvolvida, ainda é difícil ver algo aqui. Mas a ecolocalização permite detectar alimentos e navegar perfeitamente no espaço circundante. Ao mesmo tempo, no início do século passado, especialistas argumentaram que a audição de golfinhos é muito pouco desenvolvida.

Unidade de voz

Como todos os outros mamíferos, nos ancestrais dos golfinhos, o aparelho vocal estava provavelmente associado ao sistema respiratório. Mas nos golfinhos e seus parentes, o sistema de voz não está associado aos pulmões. Sua boca serve apenas para capturar objetos, incluindo comida. O sistema respiratório dos golfinhos é complexo, o ponto de inspiração e expiração é o espiráculo, localizado no topo da cabeça. Três pares de sacos de ar são conectados à passagem respiratória dos golfinhos de uma só vez. Os cientistas acreditam que essas bolsas desempenham um papel importante na geração de sons pelos golfinhos. Eles se comunicam fechando a boca e respirando, debaixo d'água e não na superfície.

Em setembro deste ano, pesquisadores da Reserva Natural Karadag publicaram um artigoonde o sistema de comunicação desses animais é mostrado. Ao alterar o volume e a frequência dos cliques, os golfinhos-nariz-de-garrafa compõem palavras e, dessas, frases. Segundo os especialistas, de muitas maneiras essas conversas são semelhantes à fala humana. Participando da conversa, os golfinhos ouvem-se atentamente. Quando um golfinho "fala", o segundo o ouve e vice-versa. “Cada som gerado por um dos animais é diferente do outro som gerado pelo interlocutor. A diferença está no espectro e na frequência das pulsações. No entanto, várias combinações de sons não são repetidas. Podemos assumir que cada ondulação é um fonema ou uma palavra separada da língua dos golfinhos ”, diz o chefe do estudo, Vyacheslav Ryabov. A velocidade da pulsação sonora nos golfinhos é de cerca de 700 pulsos por segundo.


Os próprios cliques são gerados em um sistema específico, localizado sob o espiráculo na parte superior da cabeça. As ondas sonoras são enviadas pelos animais de maneira direcional, esse recurso é fornecido pela camada de gordura na testa do animal, bem como pela superfície frontal côncava do crânio. Como resultado, o golfinho é capaz de coletar o som em um “feixe” direcionado com um ângulo de divergência de 9 °. Isso dá aos animais muitas oportunidades. Golfinhos, por exemplo, podem detectar pequenos objetos do tamanho de uma tangerina a uma distância superior a 100 metros.

Aparelho auditivo

O órgão da audição nos golfinhos não é menos complicado que o aparato sonoro. É claro que eles não têm aurículas, embora tivessem golfinhos em seus ancestrais. Se esse órgão permanecesse com os golfinhos, causaria focos de turbulência durante o movimento, o que causaria geração de ruído forte, abafando todos os outros sons para o animal.

Portanto, os sons são percebidosgolfinhos são diferentes. A princípio, os sinais sonoros passam pela abertura externa do ouvido (ainda está lá). Então, através do mesmo canal auditivo estreito, a onda acústica atinge a orelha média. Além disso, o ouvido médio e interno estão localizados nesses animais, não no osso craniano, mas separadamente, conectando-se ao crânio usando um acessório especial para o tendão. O nervo sonoro transmite os sinais recebidos para o cérebro. Curiosamente, os receptores de som para os ouvidos esquerdo e direito são independentes um do outro. Isso permite que o animal determine a localização da fonte sonora. Por exemplo, o mesmo golfinhopode localizar com precisão o local onde um peixe pequeno caiu na piscina e navegar imediatamente para o local da queda. Além dos canais auditivos, os golfinhos também recebem som usando a mandíbula inferior, onde está localizada uma placa óssea com 0,3 mm de espessura. Desempenha o papel de uma membrana.

Devido à estrutura de seu sistema auditivo, os golfinhos podem perceber uma grande variedade de sons - de 1 hertz a 320 kilohertz. Essa é uma faixa sonora muito mais ampla do que aquela que uma pessoa é capaz de perceber.



Gerando sons e refletindo objetos, os golfinhos estudam o espaço ao redor. Além disso, o "dispositivo" de ecolocalização do golfinho é muito confiável. Os golfinhos se encontram a uma distância de mais de 150 metros na escuridão completa. Nesse caso, eles geram sinais ultrassônicos com uma frequência de 60 a 90 kilohertz. Com a ajuda de seu “localizador”, o golfinho recebe dados não apenas sobre a distância a obstáculos e objetos, mas também sobre sua natureza (tamanho, forma e propriedades do material).

Source: https://habr.com/ru/post/pt398577/