ЗооКлуб ЗооКлуб


Главная Дикие животные Китообразные Дельфиновые

Что и как слышат дельфины?


Основной результат, полученный при измерении ЧРС методом маскировки: острота слуховых фильтров, настроенных на разные звуковые частоты. Чтобы охарактеризовать остроту фильтров, здесь использован показатель, называемый отношением частоты настройки к эквивалентной ширине фильтра. Не будем вдаваться в детали того, как он вычисляется: важно, что это единая оценка для всех настроенных кривых, и чем выше этот показатель, тем острее настройка. О чем говорят эти результаты? 

Прежде всего - об исключительно высокой ЧРС, особенно в области высоких частот (десятки кГц). Здесь уровень ЧРС доходит до 50 единиц, т.е. слух дельфина различает частоты, отличающиеся всего на 1/50. Это в 4-5 раз лучше, чем у других животных и у человека. Но такая высокая ЧРС наблюдается только в области высоких частот, недоступных слуху человека. В том диапазоне, который доступен слуху и человека, и дельфина, ЧРС слуха дельфина заметно меньше - примерно как у человека. Как измерить временную разрешающую способность слуха? Для этого есть несколько способов. Можно использовать пары коротких звуковых импульсов: если интервал между импульсами в паре больше некоторой величины, то они слышатся раздельно, а если меньше, то сливаются в один щелчок. Тот минимальный интервал, при котором можно расслышать два отдельных импульса - мера ВРС. Можно использовать звук, интенсивность которого ритмически пульсирует (модуляция звука): та предельная частота пульсаций, при которой они еще не сливаются в монотонный звук, - тоже мера ВРС. Еще один способ: в непрерывном звуке делается короткая пауза. Если длительность паузы очень мала, то она "проскакивает" незамеченной. Минимальная длительность паузы, при которой ее можно обнаружить, - тоже мера ВРС. А как узнать, слышит ли животное повторный звуковой импульс, или пульсации громкости, или короткую паузу? Тоже регистрируя ВП. С уменьшением длительности паузы уменьшается и ВП, пока не исчезнет совсем. Так же определяется слышимость и других пробных сигналов. Эксперименты дали впечатляющие результаты. ВРС у дельфина оказалась не в 2-3, и даже не в 10, а в десятки (почти в 100) раз выше, чем у человека. Слух человека позволяет различать интервалы времени более одной сотой секунды (10 мс). Дельфины различают интервалы в десятитысячные доли секунды (0,1-0,3 мс). Пульсации громкости звука вызывают ВП, когда их частота приближается к 2 кГц (у человека - 50-70 Гц).

Заключение: что все это значит?

Почему вообще слуховая система имеет тот или иной предел ЧРС и ВРС? Простейший ответ: потому что это предел возможного для природы. Именно такое впечатление создавалось в результате изучения слуха человека и многих лабораторных животных: у всех у них ЧРС и ВРС довольно близки. Но дельфины показывают, что на самом деле слуховой системе доступны и намного более острая частотная настройка, и лучшее различение интервалов времени. Почему же таких показателей не достигла слуховая система других животных? По-видимому, все дело в неизбежном противоречии между частотной и временной разрешающей способностью: чем лучше ЧРС, тем хуже ВРС, и наоборот. Это чисто математическая закономерность, справедливая для любой колебательной системы, а не только для уха: если система остро настроена на определенную частоту (высокая частотная селективность), то она имеет низкое временное разрешение. Это можно выразить простым соотношением: Q = F/B, где Q - частотная селективность (острота), F - частота, на которую настроен фильтр, B - полоса пропускания фильтра (т.е. диапазон частот, который он пропускает). Темп, с которым может меняться амплитуда сигнала, зависит от B: чем она больше, тем более быстрые изменения сигнала фильтр пропускает, но тем он "тупее" (меньше Q). Поэтому слуховая система должна найти некоторый компромисс между ЧРС и ВРС, ограничив обе эти характеристики на некотором уровне. Улучшение одной из них возможно только за счет ухудшения другой. Противоречие между ЧРС и ВРС становится менее драматическим по мере увеличения частоты F: При высокой частоте можно сочетать широкую полосу B с острой избирательностью Q. Именно это и наблюдается у дельфина, который освоил диапазон ультразвуковых частот. Например, при частоте звука 100 кГц и Q = 50 (очень высокая селективность) полоса пропускания фильтра B = 2 кГц, т.е. возможна передача очень быстрых, до 2 кГц, модуляций звука. А на частоте 1 кГц фильтр с такой же селективностью позволил бы пропускать модуляции с частотой только 20 Гц - это слишком мало. Тут необходим компромисс: например, при частотной селективности равной 10 возможна передача модуляций до 100 Гц, это уже приемлемо. И действительно, именно таковы ЧРС и ВРС на этой частоте и у человека, и у дельфина. Значит, ЧРС и ВРС слуха реально обусловлены не пределом возможного для слуховой системы, а разумным компромиссом между этими двумя характеристиками. Так исследование, казалось бы, экзотического животного позволяет понять фундаментальные принципы построения слуховой системы всех животных и человека.

Голос дельфина
Крик, звук дельфина

Словарь основных терминов

Вызванный потенциал (ВП) - суммарный электрический ответ многих нервных клеток на какое-либо внешнее воздействие, например, на включение звука.

Разрешающая способность - способность воспринимающей системы, например, слуховой, различать разные сигналы.

Частотная разрешающая способность (ЧРС) - способность различать сигналы, неодинаковые по частотному составу; временная разрешающая способность (ВРС) - способность различать сигналы с разной временной структурой.

Источник: Александр Супин,
Институт проблем экологии и эволюции РАН
Объединение педадогических изданий "Первое сентября" (http://www.1september.ru)



 

Комментарии

Кира
13 сен 2009
крутто!! дельфины очень-очень красивые !! я видела их в цирке!! у дильфинов мозг как у людей!! они способны на многое!!! поверьте!! я читала!!!
Новинки раздела:

Самые ядовитые змеи России
В России водятся самые разные змеи, но не все из них одинаково ядовитые. Некоторые неопасны для человека...

Обновлен ТОЛКОВЫЙ СЛОВАРЬ ИМЕН ЛОШАДЕЙ дающий не только объяснения каждой кличке, но и её значение и происхождение...

Самые необычные кактусы
Кактус – одно из самых необычных растений в мире. И всё же и среди этих чудо-растений есть виды, которые более удивительны, чем другие...

Самые хитрые животные в мире
В этой статье мы расскажем, как животные умеют хитрить, обманывать и выкручиваться из сложных ситуаций...

10 самых сильных животных в мире
Может ли человек сравниться по силе с животными?
Самые красивые породы длинношерстных и полудлинношерстных кошек
Существует множество пород кошек с длинной и полудлинной шерстью, какие же из них считаются самыми красивыми?
50 фактов про жирафов
Только два вида животных могут разбиться насмерть, упав с высоты собственного роста — жираф и человек...
64 факта о крокодилах
Аллигаторы, кайманы и некоторые крокодилы нагребают гнезда-кучи из растительного мусора и почвы...
Самые неприхотливые аквариумные рыбы
Некоторые рыбки отличаются потрясающей живучестью...
80 фактов про медведей
Одним ударом лапы взрослый медведь способен перебить позвоночник быку, зубру или бизону...
Как разводить золотых рыбок?
Раскрываем секреты...
34 факта о белых акулах
Большая белая акула обладает самым сильным укусом на Земле...
19 фактов о горбатых китах
Если горбатые киты заводят друзей, то это на всю жизнь...

Рейтинг@Mail.ru

© 1998-2023, Зооклуб - домашние и дикие животные
На сайте установлены коды Яндекс.Метрика и Google Analytics, собирающие статистику о посетителях. Если Вы против обработки своих данных, покиньте сайт.
ОК, остаюсь