Слышащие насквозь
Слышащие насквозьНо вернемся к этим загадочным животным, которые не перестают удивлять ученых. «Дельфины ухитрились не только приспособиться заново к совершенно иной физической и акустической среде, но и превзошли всех животных и людей по части своих слуховых способностей», — утверждает заведующий лабораторией эволюции сенсорных систем позвоночных Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН Александр Супин.
Большую часть своих экспериментов российские биологи проводят на базе Утришской морской биостанции на Черном море. В опытах участвовали самые способные млекопитающие из дельфинариев Москвы, Санкт-Петербурга и Ялты, а также специально выловленные животные (их затем выпускали обратно в море).
«Мы регистрируем потенциалы электрической активности тех нервных структур, которые участвуют в обработке звуковых сигналов, — рассказывает кандидат биологических наук, старший научный сотрудник института Владимир Попов.
Вызванный потенциал можно зарегистрировать, присоединив электрод к поверхности головы животного. Специалисты используют маленький металлический диск, который с помощью присоски крепится на голове дельфина. Животное помещается в специальные носилки с прорезями для плавников и слегка погружается в воду. Дельфин быстро привыкает находиться в таком положении, не испытывает дискомфорта и ведет себя вполне спокойно в течение полутора часов. Процедура считывания электрической активности совершенно безвредна и безболезненна. Если после подачи звука прибор регистрирует вызванный потенциал, значит, слуховая система животного реагирует на посылаемый звуковой сигнал. Если величина ВП падает, звук воспринимается с трудом, на пределе возможностей.
В отличие от человека дельфин способен обнаруживать подводные предметы с помощью эхолокации. Животное издает определенный звук и анализирует эхо, возникающее при отражении его от окружающих предметов. Так животные получают точные сведения не только о расположении предметов, но и об их размере, форме, материале. Это позволяет дельфину представить объект, может быть, даже точнее, чем с помощью зрения. Дельфин, например, с закрытыми глазами может находить пищу не только днем, но и ночью, определять глубину дна, близость берега. Благодаря своим физико-химическим свойствам водная среда как канал передачи информации имеет ряд особенностей: скорость распространения акустических колебаний примерно в пять раз превосходит таковую в воздухе. В силу неоднородности воды по температуре, солености, насыщенности кислородом акустические сигналы могут распространяться непрямолинейно.
Звуковые волны дельфины посылают точно направленно.
Жировая подушка на челюстных и межчелюстных костях и вогнутая передняя поверхность черепа действуют как звуковая линза и рефлектор: они концентрируют сигналы, генерируемые воздушными мешками, и в виде звукового пучка направляют их на определенный объект. В процессе эволюции дельфины разработали свою систему сигналов.
Специалисты Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова утверждают, что дельфины обладают уникальным даром — звуковидением. «Когда онианализируют эхо, отраженное от каких-то предметов, их слух становится аналогом зрения, — рассказывает Владимир Попов. — Но возможности их звуковидения гораздо глубже и обширнее, чем у зрения, которым может похвастаться человек. Так как звук проходит через ткани тела и отражается от внутренних органов, то дельфин может как бы »просвечивать« живые существа, попадающие в зону его эхолокатора, как рентгеном. Он способен видеть, что происходит внутри рыбы или другого дельфина. Для дельфина звуковое просвечивание окружающих организмов — занятие вполне обыденное».
Механизм звуковидения сложен, но вполне понятен. Известно, что световые лучи способны проходить через полупрозрачную среду (стекло, жидкости, кристаллы) и отражаться от нее. Звуковой луч действует так же, как световой, но для него оказывается доступным гораздо больший спектр предметов. Есть даже такая теория, что дельфины с помощью своих гидролокационных способностей «видят», что у человека есть такие же легкие, как и у них самих. Якобы поэтому дельфины признают людей родственными существами и относятся к ним очень дружелюбно.
У дельфинов внешний слуховой проход очень узкий и к тому же заросший — как родничок на голове у младенца. Точно ориентироваться по звуку в воде или в воздухе дельфинам помогает то, что их «внутренние уши» надежно изолированы от костей черепа и звуковые колебания, поступающие слева или справа, могут восприниматься независимо друг от друга. Дельфин способен определить расположение источника звука с погрешностью всего в 1 угловой градус! Владимир Попов, изучая слуховые особенности дельфинов, пришел к следующему выводу: «По всей видимости, в ходе эволюции у дельфина появился еще один оригинальный канал, посредством которого он тоже воспринимает звуки, а именно нижнечелюстной.
На нижней челюсти дельфина есть тонкая пластинка, через которую звук проникает в слуховые рецепторы. Этим дельфин уникален, поскольку, кроме него, ни одно животное не может похвастаться сразу двумя слуховыми каналами».
Ухо человека слышит звуки в диапазоне от 20 до 20 тысяч колебаний в секунду. Кошки и собаки улавливают звуки до 25 тысяч колебаний в секунду. Дельфины, как удалось доказать российским ученым, воспринимают звуки с максимальной для всех живых существ частотой — 150 тысяч колебаний в секунду! К тому же дельфины способны слышать звуки, мощность которых в 10-30 раз ниже доступных слуху человека.
Но чтобы ориентироваться в пространстве с помощью слуха, мало их слышать. Нужно еще уметь отличать один звук от другого. Звуковые колебания непостоянны, они имеют особенность изменяться со временем: то усиливаются, то ослабевают, то вообще затухают. Слуховая система должна успевать отслеживать эти быстрые изменения звука, и чем лучше она это делает, тем она совершеннее. Слух человека позволяет различать интервалы времени между звуками в пределах не более одной сотой секунды (10 мс).
Tweets by @DelfinariyNEMO
Соцсети
дельфины и эхолокация / Хабр
Дельфины — морские млекопитающие. Их организм устроен специфически из-за образа жизни этих животных. Большинство органов чувств дельфинов работают не так, как у наземных млекопитающих. Их мозг не менее сложен, чем мозг человека, а развивались дельфины дольше людей (около 25 млн лет).
Для того, чтобы сделать это, ученые стараются изучить слуховую систему дельфинов, а также их «эхолот» — систему передачи звуковых сигналов. Видимость под водой практически всегда сильно ограничена, поэтому дельфины полагаются не на зрение (оно у них развито неплохо, но идеальным его назвать нельзя), а на слух. Для общения между собой дельфины используют звуки высокой частоты. Для ориентации в пространстве эти животные издают щелчки определенной частоты и продолжительности. Эти звуковые сигналы, отражаясь от предметов, дают дельфину информацию об окружающих его объектах.
Многие наземные млекопитающие обладают очень острым обонянием. Дельфины, выбрав водную среду для жизни, почти утратили обоняние.
Вместо него они научились в совершенстве использовать чувство вкуса. Вкусовые рецепторы дают дельфинам представление о наличии в воде определенных веществ, которые могут свидетельствовать о близости еды, опасности или сородичей. Ученые считают, что дельфины могут определить даже очень небольшую разницу в солености воды. По этой причине те дельфины, которые обитают в Средиземном море, почти не заходят в воды Черного моря, где соленость воды составляет около 17‰, что в вдвое ниже солености воды Средиземного моря.
Лучше всего у дельфинов развит слух, они имеет первостепенное значение в их жизни, заменяя в большинстве случаев зрение. В поисках пищи эти млекопитающие погружаются на большую глубину, где видимость практически отсутствует. Даже, если бы зрение дельфина было бы хорошо развито, что-то разглядеть здесь все равно сложно. А вот эхолокация позволяет обнаруживать пищу и отлично ориентироваться в окружающем пространстве. При этом еще в начале прошлого века специалисты утверждали, что слух у дельфинов развит очень слабо.
Голосовой аппарат
Как и у всех прочих млекопитающих, у предков дельфинов голосовой аппарат, скорее всего, был связан с дыхательной системой. Но у дельфинов и их родственников голосовая система не связана с легкими. Рот у них служит лишь для захвата предметов, включая пищу. Дыхательная система дельфинов сложная, точка вдоха и выдоха — это дыхало, которое находится в верхней точке головы. С дыхательным проходом дельфинов соединены сразу три пары воздушных мешков. Ученые считают, что эти мешки играют важную роль в генерации звуков дельфинами. Общаются они, закрыв пасть и дыхало, под водой, а не на поверхности.
В сентябре этого года исследователи из Карадагского природного заповедника опубликовали работу, где показана система общения этих животных. Изменяя громкость и частоту щелчков, дельфины-афалины составляют слова, а из них — предложения. По словам специалистов, во многом эти разговоры похожи на речь человека. Принимая участие в беседе, дельфины внимательно слушают друг друга.
Когда «говорит» один дельфин, второй ему внимает, и наоборот. «Каждый звук, генерируемый одним из животных, отличается от другого звука, генерируемого собеседником. Отличие — в спектре и частоте пульсаций. При этом ряд сочетаний звуков не повторяется. Мы можем предположить, что каждая пульсация представляет собой отдельную фонему или слово из языка дельфинов», — говорит руководитель исследования Вячеслав Рябов. Скорость звуковой пульсации у дельфинов составляет около 700 импульсов в секунду.
Сами щелчки генерируются в специфической системе, которая расположена под дыхалом в верхней части головы. Звуковые волны посылаются животными направленно, эту возможность обеспечивает жировая прослойка на лбу животного, а также вогнутая передняя поверхность черепа. В итоге дельфин умеет собирать звук в направленный «луч» с углом расхождения в 9°. Это дает животным широкие возможности. Афалины, например, умеют обнаруживать мелкие объекты размером с мандарин на расстоянии свыше 100 метров.
Слуховой аппарат
Орган слуха у дельфинов не менее сложен, чем звуковой аппарат. Понятно, что ушных раковин у них нет, хотя у предков дельфинов они были. Если бы этот орган остался бы у дельфинов, он вызывал бы очаги турбулентности при движении, что стало бы причиной генерации сильного шума, заглушающего для животного все остальные звуки.
Поэтому звуки воспринимаются дельфинами по-другому. Сначала звуковые сигналы проходят через наружное ушное отверстие (оно все же есть). Затем по такому же узкому слуховому проходу акустическая волна добирается до среднего уха. Причем среднее и внутреннее ухо размещаются у этих животных не в черепной кости, а отдельно, соединяясь с черепом при помощи особого сухожильного крепления. Звуковой нерв передает полученные сигналы в мозг. Интересно, что приемники звука для левого и правого уха не зависят друг от друга. Это позволяет животному определять местоположение источника звука. К примеру, та же афалина может в бассейне точно локализовать место падения небольшой рыбки, и сразу приплыть к месту падения.
Кроме ушных каналов, дельфины получают звук и при помощи нижней челюсти, где расположена костная пластина толщиной в 0,3 мм. Она играет роль мембраны.
Благодаря строению своей слуховой системы дельфины могут воспринимать широкий диапазон звуков — от 1 герца до 320 килогерц. Это гораздо более широкий звуковой диапазон, чем тот, который способен воспринимать человек.
Генерируя звуки и улавливая их отражение от окружающих объектов, дельфины изучают окружающее пространство. Причем эхолокационный «прибор» дельфина очень надежен. Друг друга дельфины находят на расстоянии свыше 150 метров в полной темноте. В этом случае они генерируют ультразвуковые сигналы с частотой 60-90 килогерц. При помощи своего «локатора» дельфин получает данные не только о расстоянии до препятствий и объектов, но и об их природе (размер, форма и свойства материала).
Как слышат дельфины? | Наука
Обновлено 22 ноября 2019 г.
Автор: Josienita Borlongan
В настоящее время известно около 49 видов дельфинов.
Внутри этих 49 видов они разбиты на отдельные семейства: океанические дельфины (38 видов), семейство морских свиней (7 видов) и четыре отдельных вида речных дельфинов.
Всех этих дельфинов объединяет их слух. Звуки и слух дельфинов, также известные как SONAR и эхолокация, обеспечивают дельфинов сложными методами общения, которые похожи на то, как люди общаются друг с другом. Диапазон слуха дельфинов также шире, чем у многих видов, что позволяет им слышать определенные звуковые частоты, недоступные человеку.
Органы слуха
Дельфины используют маленькие ушные отверстия по обеим сторонам головы, чтобы слушать или слышать звуки. Эти маленькие отверстия — то, что они обычно используют для слуха, когда не находятся под водой. Чтобы слышать звуки под водой, они используют нижнюю челюсть, которая передает звуки в среднее ухо.
Звуки дельфинов используются для общения между дельфинами, а также для обнаружения объектов и организмов под водой.
Есть даже свидетельства того, что дельфины «разговаривают» друг с другом, называя определенные звуки именами.
Эхолокация
Дельфины используют эхолокацию под водой, как и киты. Эхолокация позволяет дельфинам находить объекты под водой, передавая звуковые волны. Они генерируют высокий звуковой импульс или щелкают лбом, посылая звуковые сигналы в воду. Эхо, создаваемое звуком, отражающимся от объектов, помогает дельфинам находить объекты и даже определять, насколько далеко они расположены.
Дельфины ощущают возвращающуюся звуковую вибрацию, ощущая пульс на своих челюстях. Каждый объект или животное под водой излучает разные эхо, которые дельфины могут различать. Эхолокация помогает дельфинам определять не только расстояние до объекта, но и текстуру, форму и размер объекта. Это работает, потому что вода — отличный передатчик звука, который может передавать звук в пять раз быстрее по сравнению с воздухом.
Дельфины используют его, чтобы общаться друг с другом, понимать местонахождение хищников и находить/ловить пищу.
К другим животным, использующим эхолокацию, относятся:
- Летучие мыши
- Киты
- Масляные птицы
- Стрижи
- Ежи
Людей также можно научить использовать эхолокацию вслепую.
SONAR
SONAR ( So и N авиация A nd R старение) — это метод, который используют дельфины и киты для навигации в мутных водах. Как объясняется в эхолокации, они используют звуковые передачи, которые возвращаются эхом, чтобы определить местонахождение вещей. Даже когда под водой темно, они все равно могут найти пищу и избежать опасных мест. Дельфины производят два вида звуков: пронзительный свистящий звук и треск или щелкающий звук. Свистки действуют как коммуникаторы, а погремушки или щелчки действуют как SONAR.
Сравнение слуха
Чтобы лучше понять качество слуха дельфинов, его можно сравнить со слухом людей, собак и китов.
У дельфинов более острый слух и более широкий диапазон, чем у людей. Диапазон человеческого слуха — это звуки от 20 Гц до 20 кГц, а диапазон слуха дельфина — от 20 Гц до 150 кГц. Это означает, что дельфины слышат в семь раз лучше, чем люди.
Если сравнивать собак с людьми, то собаки слышат намного лучше, чем люди. Собаки способны слышать высокие частоты, которые не слышат люди, и примерно в два раза лучше. Однако диапазон слуха дельфина намного превосходит таковой у собак (примерно в пять раз лучше, чем у собак). Из всех млекопитающих дельфины способны слышать и воспроизводить одни из самых высокочастотных звуков.
По сравнению с китами звуки дельфинов обычно передаются с использованием высоких частот, в то время как киты часто используют низкие частоты. Однако киты могут общаться на более дальних расстояниях (несколько сотен или километров), чем дельфины.
Как слышат дельфины? Факты о дельфинах
Опубликовано в 18:56 в круизах с дельфинами by Tecco
Если вы планируете поездку в Миртл-Бич этим летом, то, скорее всего, вы добавили в свой список дел часы с дельфинами.
Побережье Южной Каролины является домом для всегда любимого афалин, и эти великолепные существа сделали Миртл-Бич своим домом круглый год. По этой причине тысячи туристов ежегодно приезжают на побережье Южной Каролины и добавляют наблюдение за дельфинами в свой список развлечений в Миртл-Бич.
Но по мере того, как отдельные лица и семьи готовятся к наблюдению за дельфинами и все ближе и ближе приближается день запланированного тура к дельфинам на борту ТУРСИ-ОПС, вполне естественно возникают вопросы о дельфинах и о том, что мы увидим во время приключения. Хотя команда Blue Wave Adventures поделится образовательной информацией о дельфинах во время тура, многим людям нравится предварительно просмотреть краткий урок о дельфинах. Кажется, есть много забавных фактов о дельфинах, но чаще всего нас спрашивают о том, как дельфины слышат. Итак, давайте поговорим о том, как дельфины слышат, особенно с их крошечными ушами.
Есть ли у дельфинов уши?
Нам постоянно задают этот вопрос, потому что, когда мы смотрим на дельфинов, мы не видим ничего похожего на уши, которые мы привыкли видеть у людей и других млекопитающих.
Правда в том, что у дельфинов действительно есть уши, включая каналы среднего и внутреннего уха. Челюстная кость афалин содержит звуковые рецепторы, которые создают звуковые колебания, которые посылаются в среднее ухо, чтобы завершить его. Таким образом, хотя у дельфинов нет внешних ушей, они используют два крошечных отверстия по бокам головы, чтобы слышать.
Что такое эхолокация?
Если вы когда-нибудь читали о дельфинах, вы, вероятно, слышали термин «эхолокация». Проще говоря, эхолокация использует звуковые волны и эхо, чтобы определить, где находятся объекты в пространстве. Например, летучие мыши испускают звуковые волны изо рта или носа. Затем, когда эти звуковые волны соприкасаются с объектом, создается эхо. Затем эхо отражается от объекта и возвращается к ушам летучих мышей. Тот же процесс происходит с дельфинами.
Дельфины используют эхолокацию под водой подобно тому, как это делают киты. Процесс эхолокации позволяет афалинам дельфинов Миртл-Бич находить объекты под водой посредством передачи звуковых волн.
Например, дельфины могут издавать высокие звуковые импульсы или щелкать лбом, посылая звуковые сигналы в воду. Эхо, создаваемое звуком, отражающимся от этих объектов, помогает дельфинам определять, насколько далеко находится объект, а затем находить его.
Дельфины ощущают звуковую вибрацию, возвращающуюся к ним через импульсы, которые они ощущают своими челюстями. Предметы и животные в воде посылают разные типы эха, и дельфины могут определить разницу. Таким образом, эхолокация не только помогает дельфинам определять расстояние до объекта, но и определять текстуру, форму и размер объекта. Дельфины используют этот фантастический научный метод для общения друг с другом, определения местонахождения хищников и изысканной пищи.
Узнайте больше о Dolphins на часах Dolphin Watch
Команда Blue Wave Adventures будет рада ответить на любые ваши вопросы о дельфинах во время круиза с наблюдением за дельфинами на борту «ТУРСИ-ОПС» или круиза с дельфинами «Скопа». Мы довольно много узнали о том, чем занимаются дельфины, и нам нравится делиться своими мыслями, чтобы помочь вам оценить величие этих прекрасных существ.