Alt Om Basen: Hvordan Baleen Whales Hear Meget Lavfrekvenser

{h1}

Finhvalen, en slags baleenhval, kan høre lydbølger, der enten er kortere eller længere end kroppen, takket være den specialiserede kraniet.

Baleenhvaler, de største væsener på Jorden, kan sende ekstremt lavfrekvente undervandsopkald til hinanden. Men lidt er kendt om, hvordan de faktisk behandler disse lyde. Nu har forskere fundet ud af, at hvalerne har specialiserede kranier, der kan fange energien ved lave frekvenser og lede det mod deres øreben for at høre.

Baleen hvaler, der bruger baleen plader i deres mund til at filtrere ud små organismer og anden mad fra havet, har to måder at høre lyd, forskerne fandt. Hvis lydbølgerne er korte - det vil sige kortere end hvalens krop - kan lydens trykbølger bevæge sig gennem hvalens bløde væv, inden de når tympanoperiotisk kompleks (TPC), som holder hvalens stive øreben på kraniet.

Men hvis lydbølgerne er længere end hvalens krop, kan de vibrere sin kranium i en proces, der kaldes benledning. Disse længere bølgelængder kan forstærkes eller højere, når de vibrerer kraniet, sagde forskerne. [Billeder: Hajer og hvaler fra oven]

I 2003 trods redningsindsats, en ung finhval (Balaenoptera physalus)døde efter det strandede sig på Sunset Beach i Orange County, Californien. Forskerne reddede hvalens hoved og brugte det i deres undersøgelse. Hvalens hoved blev placeret i en CT-scanner, så den kunne modelleres på en computer. Den resulterende model omfattede hvalens hud, kranium, øjne, ører, tunger, hjerne muskler og kæber og tillod forskerne at simulere, hvordan lyden kunne rejse gennem hvalens hoved.

Modellen kan kun vise finnhvalens anatomi, men forskerne håber at studere andre typer af baleenhvalarter, herunder blåhvaler, minkehvaler, hvaler og gråhvaler, siger forskerne.

Inden simuleringerne kørte, brugte forskerne en metode, der kaldes endelige elementmodellering, som nedbryder modelskallen i små stykker og sporer, hvordan de arbejder med hinanden. Det er næsten som at dele hvalens hoved ind i Lego-blokke, siger San Diego State University biolog Ted Cranford, en af ​​undersøgelsens forskere. Under simuleringsforsøg fik de forskellige "blokke" dem til at se, hvordan hver komponent af knogle vibrerede ved forskellige frekvenser.

En mærket, computer model kraniet af finhvalen (Balaenoptera physalus).

En mærket, computer model kraniet af finhvalen (Balaenoptera physalus).

Kredit: SDSU

"På det tidspunkt er computationally bare et simpelt fysikproblem," sagde Cranford i en erklæring. "Men det er en, der har brug for masser af computerkraft. Det kan skumme de fleste computere."

Simulationerne viste, at hvalens knogleledningsmekanisme er omkring fire gange mere følsom over for lavfrekvente lyde end den trykmekanisme, der går gennem TPC. Faktisk er de laveste frekvenser, der anvendes af finhvaler (10 hertz til 130 hertz) op til 10 gange mere følsomme i tilfælde af knogleledninger, fandt forskerne.

"Bone ledning er sandsynligvis den overvejende mekanisme til at høre i finhvaler og andre baleen hvaler," Cranford sagde. "Dette er efter min opfattelse en stor opdagelse."

Den nye konklusion kan bidrage til at styrke sagen for love, der begrænser mængden af ​​menneskeskabt støjforurening, der antages at blande sig i hvalernes undervandsopkald, herunder støj fra kommerciel fragt, militære øvelser og borevirksomhed for olie og naturgas, siger forskerne.

"Hvad vores bidrag gør, er at give os et vindue til hvordan verdens største dyr hører ved en mærkelig mekanisme ikke mindre," siger Petr Krysl, ingeniør ved University of California, San Diego, i en erklæring. "Denne forskning har kørt hjem et smukt princip: Anatomisk struktur er ikke uheld. Den er funktionel og ofte smukt designet på uventede måder."

Undersøgelsen blev offentliggjort online i dag (29. januar) i tidsskriftet PLOS ONE.

Følg Laura Geggel på Twitter @LauraGeggel. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com