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?
64 факта о крокодилах
Аллигаторы, кайманы и некоторые крокодилы нагребают гнезда-кучи из растительного мусора и почвы...
25 фактов про черных медведей
Обоняние у черного медведя в 100 раз лучше, чем у человека...
10 самых умных животных
Могут ли животные сравниться с человеком по умственным способностям?
10 самых распространенных пород домашних свиней
В настоящее время существует множество пород свиней. Некоторые из них распространены гораздо шире остальных...
17 фактов из жизни белух
Белуха – типичное стадное животное, образующее стада до 1000 особей...
75 фактов о белых медведях
В борьбе между полярным медведем и львом, победил бы медведь..
10 самых редких животных планеты
Некоторые виды животных настолько малочисленны, что вскоре могут остаться лишь воспоминанием...
10 самых популярных пород декоративных кроликов
Декоративные карликовые кролики появились в конце 19 века случайно. Обычная домашняя крольчиха родила малышей-карликов...
Самые медленные птицы и насекомые планеты
Скорость полета важна, как хищнику, так и его жертве...

Рейтинг@Mail.ru

© 1998-2024, 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