Η αποκάλυψη που περίμεναν όλοι: Πώς κάνουν θόρυβο οι φάλαινες αποκαλύπτεται!

Οι φάλαινες Baleen, συμπεριλαμβανομένων των σημερινών γαλάζιων, καμπουροφάλαινες και πτερυγίων βασίζονται στους ήχους για να ζουν στον υδά

τι

νο κόσμο τους. Τα τραγούδια τους πρέπει να μπορούν να ταξιδέψουν μακριά στον θολό, σκοτεινό ωκεανό, ώστε να μπορούν να βρουν τους συγγενείς τους και να μεταναστεύσουν εκατοντάδες χιλιάδες μίλια. Στο

περισσότερα από 50 χρόνια

ότι οι επιστήμονες έχουν μελετήσει το τραγούδι των φαλαινών, παραμένει ασαφές ποιες φυσικές δομές χρησιμοποιούν οι φάλαινες baleen για να κάνουν θόρυβο μέχρι τώρα. ΕΝΑ

μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 21 Φεβρουαρίου στο περιοδικό

Φύση


διαπιστώνει ότι οι φάλαινες εξέλιξαν μοναδικά μέρη στον λάρυγγά τους που δημιουργούν τις περίπλοκες φωνές τους.

[Related:


The planet’s first filter feeder could be this extinct marine reptile


.]

«Οι φάλαινες είναι απολύτως εκπληκτικά πλάσματα, είναι τα μεγαλύτερα ζώα που έχουν ζήσει ποτέ. Είναι πολύ μεγαλύτεροι από τους μεγαλύτερους δεινόσαυρους, μπορούν να βουτήξουν βαθιά και είναι πολύ κοινωνικοί».

Κοέν Έλεμανς

λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης και επιστήμονας φωνής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Δανίας

PopSci

. «Επειδή είναι τόσο δύσκολο να βρεις άλλο ζώο σε έναν τεράστιο ωκεανό, πολλές από αυτές τις συμπεριφορές καθοδηγούνται από τον ήχο. Επομένως, η κατανόηση του πώς παράγουν ήχο είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της βιολογίας των φαλαινών γενικά.»

Οδοντωτές φάλαινες εναντίον φαλαινών baleen

Οι φάλαινες πέφτουν μέσα

δύο κύριες ομάδες

–οδοντωτές φάλαινες (Odontocetes) και βαλανοφάλαινες (Mysticetes). Στις οδοντωτές φάλαινες περιλαμβάνονται οι όρκες, οι σπερματοφάλαινες, τα δελφίνια και οι φώκαινες. Πολλά από αυτά τα είδη έχουν ορατά δόντια που χρησιμοποιούν για να συνθλίψουν τη λεία τους.

Baleen–ή whalebone–είναι α

σκληρή ουσία που αποτελείται από κερατίνη

. Αναπτύσσεται από την άνω γνάθο της φάλαινας σε πλάκες με κρόσσια που μοιάζουν με τρίχες. Λειτουργεί σαν κόσκινο για να φιλτράρει τα μικρά ψάρια ή το ζωοπλαγκτόν που τρώει.

«Οι φάλαινες Baleen κάνουν ήχο με το λάρυγγά τους και τις οδοντωτές φάλαινες στη μύτη τους», εξηγεί ο Elemans. «Και οι δύο χρησιμοποιούν τον ίδιο μηχανισμό δόνησης ιστών όπως ακριβώς οι ανθρώπινες φωνητικές χορδές, αλλά με εντελώς νέες δομές».

Εξέλιξη νέων φωνητικών δομών

Στο

μελέτη

, η ομάδα εξέτασε τρεις λανθάνουσες φάλαινες. Κάθε δείγμα προερχόταν από διαφορετικά είδη baleen – sei, κοινό minke και φυσητήρας. Οι φάλαινες που βυθίζονται στην παραλία μπορούν να δώσουν στους ερευνητές την ευκαιρία να μελετήσουν την ανατομία τους πιο κοντά. Αφού εξήχθη ο λάρυγγας κάθε είδους φάλαινας, η ομάδα κατασκεύασε ένα υπολογιστικό μοντέλο ολόκληρου του λάρυγγα της φάλαινας στο εργαστήριο.

Το

μοντέλο περιλαμβάνεται

ακριβή τρισδιάστατα σχήματα των μυών που περιβάλλουν τον λάρυγγα

που κατέστησε δυνατή την προσομοίωση του τρόπου με τον οποίο η συχνότητα του ήχου ελέγχεται από την κίνηση των μυών.

Ανακάλυψαν ότι οι φάλαινες με φάλαινες εξελίχθηκαν για να παράγουν ήχο με τις δονήσεις συγκεκριμένων εσωτερικών δομών στον λάρυγγα, που δεν έχουν οι οδοντωτές φάλαινες. Αυτές οι εξειδικευμένες δομές στις φάλαινες μπαλίνι επιτρέπουν την

παραγωγή

ήχου και την ανακύκλωση του αέρα, ενώ εμποδίζουν τις φάλαινες να εισπνεύσουν νερό.

Ενώ και οι δύο τύποι φαλαινών μπορούν ακόμα να παράγουν ήχο με τον λάρυγγά τους, οι φάλαινες έχουν νέες δομές που το κάνουν αυτό. Χρησιμοποιούν χόνδρους που ονομάζονται

αρυτενοειδή

που βρίσκονται και στον ανθρώπινο λάρυγγα. Τα αρυτενοειδή αλλάζουν τη θέση των ανθρώπινων φωνητικών χορδών. Στις φάλαινες, εμφανίζονται ως μεγάλοι, μακριές κύλινδροι στη βάση μιας άκαμπτης δομής σε σχήμα U που καλύπτει όλο το μήκος του λάρυγγα, αντί για μικρό χόνδρο. Αυτό βοηθά να διατηρούν ανοιχτό τον αεραγωγό τους όταν μετακινούν μεγάλες ποσότητες αέρα μέσα από τα ογκώδη

σώμα

τά τους και να μην πνίγονται.

«Οι οδοντωτές φάλαινες και οι φάλαινες εξελίχθηκαν από χερσαία θηλαστικά που είχαν λάρυγγα που εκτελούσε δύο λειτουργίες: την προστασία των αεραγωγών και την παραγωγή ήχου», ο Tecumseh Fitch, συν-συγγραφέας της μελέτης και βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης στην Αυστρία.

είπε σε δήλωση

. «Ωστόσο, η μετάβασή τους στην υδρόβια ζωή έθεσε νέες και αυστηρές απαιτήσεις στον λάρυγγα για την πρόληψη του πνιγμού κάτω από το νερό».

Χαμήλωσε το

Ενώ η μελέτη έδειξε πώς οι φάλαινες baleen παράγουν φωνές χαμηλής συχνότητας για πρώτη φορά, η παραγωγή ήχου που έχουν ακονίσει για εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης απειλείται σε έναν όλο και πιο θορυβώδη ωκεανό.

«Δεν μπορούν να κάνουν πολύ βαθύ ήχο και τα περισσότερα είδη δεν μπορούν να κάνουν υψηλές συχνότητες», λέει ο Elemans. «Αυτό περιορίζει το εύρος της επικοινωνίας τους. Επιπλέον, αυτά τα βάθη και οι συχνότητες επικαλύπτονται με τον ανθρώπινο θόρυβο στους ωκεανούς, όπως η κυκλοφορία των σκαφών, και έτσι οι φάλαινες δεν μπορούν να ξεφύγουν από αυτόν τον θόρυβο τραγουδώντας για παράδειγμα ψηλότερα».

[Related:


Is it loud in the ocean?


]

Οι συγγραφείς αναφέρουν την αναταραχή της διατήρησης και της πολιτικής δραστηριότητας στον απόηχο των πρώτων ακουστικών ηχογραφήσεων του τραγουδιού της καμπουροφάλαινας το 1970.

Το άλμπουμ των Roger και Katy Payne


Τραγούδια της καμπουροφάλαινας

θεωρήθηκε τόσο σημαντική που οι επιλογές από αυτό συμπεριλήφθηκαν σε δίσκο στο

Voyager 1

διαστημόπλοιο, για να δώσει σε όποιον εξωγήινο μπορεί να βρει το διαστημόπλοιο μια ιδέα για το πώς είναι η ζωή στη Γη. Οι ωκεανοί έχουν μόνο

έγινε πιο θορυβώδες

από τη δεκαετία του 1970 και απαιτούνται παρόμοιες προσπάθειες διατήρησης για τη μείωση του θορύβου.

«Χρειαζόμαστε αυστηρούς κανονισμούς για τέτοιο θόρυβο, γιατί αυτές οι φάλαινες εξαρτώνται από τον ήχο για την επικοινωνία», Elemans

είπε σε δήλωση.

«

Τώρα

δείχνουμε ότι παρά την εκπληκτική φυσιολογία τους, κυριολεκτικά δεν μπορούν να ξεφύγουν από τον θόρυβο που κάνουν οι άνθρωποι στους ωκεανούς».