ปลาวาฬทำ Echolocate – Echolocation ทำงานอย่างไรสำหรับปลาวาฬ?

คลื่นเสียงเดินทางผ่านน้ำในเวลาประมาณ 1.5 กม./วินาที (0.9 ไมล์/วินาที), ซึ่งเป็น 4.5 เร็วกว่าเสียงที่เดินทางผ่านอากาศหลายเท่า.

วาฬอาศัยเสียงในน้ำเพื่อสื่อสาร, นำทางและล่าสัตว์ใต้น้ำ, นี่คือ echolocation.

Echolocation ในปลาวาฬ ส่วนใหญ่จะทำเพื่อสื่อสารและนำทาง, ฟังก์ชั่นทั้งสองนี้ช่วยให้พวกมันสามารถล่าเหยื่อได้.

เสียงและการสื่อสารในน้ำ – ปลาวาฬ

ปลาวาฬ Echolocating

ปลาวาฬ ทำเสียงผิวปาก, คลิก echolocation, เสียงชีพจร, เสียงป๊อปและตบมือด้วยความถี่ต่ำ.

วาฬสร้างเสียงเหล่านี้โดยการเคลื่อนที่ของอากาศระหว่างถุงจมูกในบริเวณที่พวกมันดม(ภูมิภาคช่องลม).

เนื้อเยื่อที่ซับซ้อนในบริเวณจมูกของวาฬมีฟัน, เรียกว่า เบอร์ซาหลัง (dorsal bursa), เป็นสถานที่ผลิตเสียง.

คอมเพล็กซ์นี้รวมถึง “ริมฝีปากแบบโฟนิค” , เป็นโครงสร้างที่ยื่นเข้าไปในโพรงจมูก.

ปลาวาฬทำเสียงอย่างน้อยโดยปล่อยอากาศผ่านทางจมูกและผ่านริมฝีปาก: เนื้อเยื่อรอบ ๆ สั่นสะเทือนเพื่อทำให้เกิดเสียง.

ไม่จำเป็นต้องปล่อยอากาศออกเพื่อสร้างเสียง.

วาฬเพชฌฆาตปล่อยอากาศออกจากช่องลมในระหว่างการเปล่งเสียง, แต่เส้นทางและฟองอากาศเหล่านี้น่าจะเป็นการสาธิตด้วยภาพ.

วาฬเพชฌฆาตใช้ผิวปากเพื่อสื่อสารในระยะใกล้, หรือเป็นการส่วนตัว, และเพื่อประสานปฏิสัมพันธ์ทางพฤติกรรมระหว่างสัตว์.

นกหวีดมีความถี่สูง, ทิศทางระดับสูงและการมอดูเลตที่แข็งแกร่ง, ดังนั้นจึงไม่สามารถส่งใต้น้ำได้ไกล.

ความถี่ของนกหวีดออร์กาส์มีตั้งแต่ 0.5 ถึง 40 กิโลเฮิรตซ์, โดยมีพลังงานสูงสุดที่ 6-12 กิโลเฮิรตซ์.

วาฬเพชฌฆาตใช้ผิวปากเพื่อสื่อสารในระยะใกล้, หรือเป็นการส่วนตัว, และเพื่อประสานปฏิสัมพันธ์ทางพฤติกรรมระหว่างสัตว์.

นกหวีดมีความถี่สูง, ทิศทางระดับสูงและการมอดูเลตที่แข็งแกร่ง, ดังนั้นจึงไม่สามารถส่งใต้น้ำได้ไกล.

ความถี่ของนกหวีดออร์กาส์มีตั้งแต่ 0.5 ถึง 40 กิโลเฮิรตซ์, โดยมีพลังงานสูงสุดที่ 6-12 กิโลเฮิรตซ์.

เสียงเรียกแบบพัลซิ่งเป็นเสียงร้องของวาฬเพชฌฆาตที่พบได้บ่อยที่สุด.

วาฬเพชฌฆาตส่งเสียงเหล่านี้ด้วยความถี่ประมาณ 0.5 ถึง 25 กิโลเฮิรตซ์, โดยมีพลังงานสูงสุดที่ 1 ถึง 6 กิโลเฮิรตซ์.

การโทรที่มีเสียงเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำอีกเรียกว่าโปรเฟสเซอร์. เสียงโปรเฟสเซอร์ทั้งหมดของออร์ก้าประกอบเป็นเพลงประกอบละคร.

บุคคลในกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งมีแนวเสียงที่เหมือนกัน, ระบบการเปล่งเสียงที่เรียกว่าภาษาถิ่น.

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสังเกตว่าเสียงเหล่านี้มีโครงสร้างบางอย่าง, ภาษาถิ่นไม่เหมือนกับภาษา.

การวิเคราะห์รูปแบบเสียงเรียกของปลาวาฬเพชรฆาตแสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างภาษาถิ่นของฝูงสัตว์ต่างๆ.
ออร์กาที่จับคู่กันอาจใช้รูปแบบการโทรร่วมกัน. Orcas ที่ใช้สัญญาณการโทรร่วมกันเรียกว่ากลุ่ม.

สัตว์จำพวกวาฬอาจแบ่งปันระดับหนึ่งกับสัตว์จำพวกวาฬอื่นๆ, ในขณะที่ส่วนอื่น ๆ ของละครมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว. ยิ่งมีความคล้ายคลึงกันมากเท่าไหร่, ระดับเครือญาติระหว่างพวกเขากับบุคคลก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น.

ไม่มีบุคคลสองคนที่มีละครร่วมกัน. ดังนั้น, แต่ละกลุ่มมีภาษาถิ่นเฉพาะของตนเอง. ในความเป็นจริง, เสียงร้องของแต่ละกลุ่มแตกต่างกันมากจนนักวิทยาศาสตร์สามารถระบุกลุ่มได้ด้วยเสียงที่พวกเขาสร้างขึ้น.

วาฬเพชรฆาต, คั่นด้วยระยะห่างทางภูมิศาสตร์ที่มาก, มีภาษาถิ่นที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง.

การวิเคราะห์วาฬเพชฌฆาตไอซ์แลนด์และนอร์เวย์แสดงให้เห็นว่าประชากรไอซ์แลนด์สร้าง 24 เสียงที่แตกต่างกัน, และวาฬนอร์เวย์ทำ 23 เสียงที่แตกต่างกัน, แต่ประชากรทั้งสองไม่มีเสียงที่เหมือนกัน.

ปลาวาฬและ Echolocation

ปลาวาฬจะส่งเสียงก้องโดยการคลิก จากนั้นจึงรับและตีความเสียงสะท้อนที่เกิดขึ้น.

ปลาวาฬ echolocating ใช้ริมฝีปากเพื่อปล่อยการคลิกบรอดแบนด์ทิศทางเป็นลำดับอย่างรวดเร็วเรียกว่า a “รถไฟ.

การคลิกแต่ละครั้งใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที. การศึกษาหนึ่งเกี่ยวกับวาฬประจำถิ่นวัดบรอดแบนด์, การคลิก echolocation แบบ bimodal ที่โดยทั่วไปจะแสดงความถี่สูงสุดต่ำตั้งแต่ 20 ถึง 30 kHz และความถี่สูงสุดตั้งแต่ 40 ถึง 60 กิโลเฮิรตซ์.

รถไฟคลิกผ่านแตง (บริเวณหน้าผากของปลาวาฬ), ซึ่งประกอบด้วยลิพิด (ไขมัน). แตงโมทำหน้าที่เป็นเลนส์อะคูสติก, โดยเน้นคลื่นเสียงเหล่านี้เป็นลำแสงที่ฉายไปข้างหน้าในน้ำต่อหน้าวาฬ.

คลื่นเสียงที่เกิดจากวาฬจะสะท้อนจากวัตถุในน้ำ, และเสียงสะท้อนกลับไปสู่ปลาวาฬ.

สถานที่หลักที่ได้รับเสียงคือโพรงที่เต็มไปด้วยไขมันของกระดูกกรามล่าง. รับเสียงและส่งผ่านกรามล่างไปยังหูชั้นกลาง, ได้ยินกับหู, แล้วส่งไปยังศูนย์การได้ยินในสมองผ่านทางประสาทหู.

วาฬเพชฌฆาตมักต้องเดินเรือในที่ที่ไม่มีแสงสว่างหรือมีทัศนวิสัยที่ดี.

ดังนั้น, การได้ยินเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับพวกเขา. วาฬเพชรฆาต’ ระบบประสาทสัมผัสหลักคือระบบการได้ยิน.

เป็นระบบที่ได้รับการพัฒนาอย่างมากซึ่งรวมถึงความสามารถทางชีวภาพในการโซนาร์หรือ echolocation. Echolocation ช่วยให้วาฬเพชฌฆาตกำหนดขนาดได้, รูปร่าง, โครงสร้าง, องค์ประกอบ, ความเร็วและทิศทางของวัตถุ.

ปลาวาฬและค้างคาว

ระบบ Echolocation เป็นหนึ่งในความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก.

เกี่ยวกับ 80 วาฬมีฟันชนิดนี้ใช้เทคนิคนี้. แต่ทำไมสัตว์อย่างวาฬและแม้แต่ค้างคาวถึงพัฒนาเทคนิคเดียวกัน? เหตุผลไม่สามารถหาได้จากเครือญาติ, เนื่องจากค้างคาวและวาฬไม่ได้อยู่ใกล้กันมากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นที่วิวัฒนาการมาจากสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกชนิดเดียวกัน 200 ล้านปีที่แล้ว.

คำตอบอยู่ในวิวัฒนาการบรรจบกัน — เมื่อลักษณะหรือการพัฒนาที่เกือบจะเหมือนกันเกิดขึ้นในสายพันธุ์ต่างๆ. จากวิวัฒนาการทั้งค้างคาวและวาฬมีฟันได้พัฒนาลักษณะการทำงานที่เหมือนกัน.

การวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าเสียงของค้างคาวและวาฬมีฟันคล้ายกันมาก.

มีสองเหตุผลสำหรับเรื่องนี้: ประการแรก, หูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดมีการพัฒนาค่อนข้างใกล้เคียงกัน, และประการที่สองและน่าประหลาดใจที่สุด, สภาพทางกายภาพที่ขัดแย้งกันในอากาศและน้ำ รวมถึงความแตกต่างของขนาดสัตว์จะชดเชยความแตกต่างที่คุณคาดหวังในความถี่เสียง,” ศาสตราจารย์ Annemarie Surlykke จาก the มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นเดนมาร์ก.

เนื่องจากค้างคาวมีขนาดเล็กกว่าวาฬมากและเหยื่อของมันก็เล็กกว่าด้วย, มันจำเป็นต้องสร้างเสียงที่มีความถี่สูงมากเพื่อให้บรรลุความสามารถเดียวกันในการตรวจจับทิศทางและขนาดของเหยื่อ.

อย่างไรก็ตาม, ผลกระทบของความถี่ที่สูงขึ้นจะถูกชดเชยบางส่วนจากข้อเท็จจริงที่ว่าเสียงแพร่กระจายช้าลงห้าเท่า, ดังนั้นคลื่นเสียงในอากาศจึงสั้นกว่าในน้ำถึงห้าเท่า.

นักวิจัยสรุปได้ว่าค้างคาวและวาฬมีฟันสร้างสัญญาณการระบุตำแหน่งด้วยคลื่นความถี่วิทยุในช่วงความถี่เดียวกัน, จาก 10 ถึง 200 กิโลเฮิรตซ์.

ข้อได้เปรียบของการปฏิบัติการในน้ำมากกว่าอากาศก็คือ “มุมมองอะคูสติก” วาฬมีขนาดใหญ่กว่าค้างคาวถึงหกเท่า.

NS “มุมมองอะคูสติก” เป็นพื้นที่ที่สัตว์สามารถ “ดู” สภาพแวดล้อมของมันผ่าน echolocation. วาฬสเปิร์มสามารถสะท้อนเหยื่อได้ถึง 500 ห่างเมตร, ในขณะที่ระยะ echolocation ของค้างคาวเป็นเพียง 2-10 เมตร.

ค้างคาวบินเร็วและเดินทางเป็นระยะทางหนึ่ง echolocation ต่อวินาที. ดังนั้น, พวกเขามักจะใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งวินาทีในการตรวจจับและจับเหยื่อ.

วาฬเคลื่อนที่ช้าลงและมีระยะทางไกลกว่ามาก. ดังนั้น, พวกเขามีเวลามากขึ้นในการรับข้อมูลจากเสียงสะท้อน, และพวกมันมีเวลาเลือกเหยื่ออย่างระมัดระวังมากขึ้น.

สิ่งนี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมค้างคาวถึงไม่เลือกเหยื่อเป็นพิเศษ, ในขณะที่วาฬบาลีนจะเลือกอาหารได้หลากหลายกว่ามาก. ค้างคาวไม่มีเวลาเลือก – พวกเขาชอบอาหารจานด่วน!

ในช่วงสุดท้ายของขั้นตอนการล่า, เมื่อพวกมันเข้าใกล้เหยื่อ, ทั้งวาฬมีฟันและค้างคาวส่งเสียงร้องเป็นชุด: เสียงบี๊บเบาและสั้นในช่วงเวลาสั้น ๆ – คล้ายกับแสงแฟลช.

มันเป็นกลไกที่ซับซ้อนมากที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจ. สัตว์จะควบคุมอย่างระมัดระวังเมื่อพวกมันส่งเสียงและเมื่อพวกมันฟังเสียงสะท้อน และปรับมันให้เข้ากับความเร็วและความเร็วของเหยื่ออย่างแม่นยำ.

ถ้าพวกมันส่งเสียงหึ่งเร็วเกินไป, พวกเขาไม่มีเวลาฟังเสียงสะท้อน. หากทำช้าเกินไป, พวกเขาเสี่ยงที่จะชนสิ่งกีดขวางทันที.