کوسه ها می توانند صداها را در فاصله 250 فوتی بشنوند و منبع را پیدا کنند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

صدا از اقیانوس عبور می کند و سرنخ هایی در مورد طعمه های احتمالی، شکارچیان و سایر حیوانات حمل می کند و به کوسه ها راهی مهم برای تشخیص آنچه هنوز نمی توانند ببینند می دهد. اما دقیقا تا چه اندازه یک کوسه شنای آزاد می تواند صدا را بشنود - و اینکه آیا می تواند تعیین کند که این صدا از کجا می آید یا خیر - تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است.

اکنون، یک مطالعه جدید در دانشگاه آتلانتیک فلوریدا روی کوسه‌های نوک سیاه (Carcharhinus limbatus) به کاهش این شکاف کمک می‌کند. محققان با استفاده از یک بلندگوی زیر آب، یک هواپیمای بدون سرنشین هوایی و کوسه‌های شناگر دریافتند که کوسه‌ها می‌توانند صداها را از فواصل قابل توجهی تشخیص دهند و با تغییر چشمگیر جهت دور از منبع پاسخ دهند - حتی زمانی که منبع صدا نزدیک به 250 فوت (76 متر) دورتر باشد.

نتایج این مطالعه که در ژورنال Integrative Organismal Biology منتشر شده است، اولین شواهد کمی را ارائه می دهد که کوسه های شناگر آزاد می توانند صدا را در میدان دور آکوستیک تشخیص دهند و از آن دور شوند و بینش جدیدی را در مورد یکی از اساسی ترین و در عین حال کمتر درک شده ترین حواس در این شکارچیان دریایی باستانی ارائه می دهند.

محققان کوسه های نوک سیاه را انتخاب کردند زیرا تجمعات فصلی قابل پیش بینی آنها در جنوب شرقی فلوریدا فرصتی نادر برای مشاهده کوسه های شنای آزاد در آب های شفاف و کم عمق فراهم می کرد. هر زمستان، تعداد زیادی کوسه نوک سیاه در امتداد ساحل شهرستان پالم بیچ جمع می شوند، در حالی که گروه های کوچکتر در تمام طول سال در این منطقه باقی می مانند.

استفان کاجیورا، دکترای تخصصی، نویسنده ارشد و استاد علوم زیستی در کالج علوم چارلز ای. اشمیت، گفت: «فراوانی و در دسترس بودن آنها این امکان را برای ما فراهم کرد تا آنها را از بالا مشاهده کنیم بدون اینکه رفتار طبیعی آنها را مختل کنیم، در حالی که صداهای کنترل شده زیر آب را نیز ارائه می دهیم.

این مطالعه در آب های کم عمق نزدیک ساحل در سراسر شهرستان پالم بیچ انجام شد. محققان یک قایق را لنگر انداختند و بلندگوی زیر آب را مستقر کردند که با جریان تا 19 متر (62 فوت) از قایق منحرف می‌شد و تأثیر آن بر کوسه‌ها را به حداقل می‌رساند. آنها سه محدوده صداهای با فرکانس پایین را آزمایش کردند - 100 تا 200 هرتز، 200 تا 400 هرتز و 400 تا 800 هرتز - همراه با صدای کنترلی 10 کیلو هرتز خارج از محدوده شنوایی شناخته شده کوسه ها. آنها صداها را با شدت بالا پخش می کردند تا کوسه ها را مبهوت کنند تا اینکه سعی کنند آنها را جذب کنند.

محققان از هیدروفون های کالیبره شده برای ترسیم سطوح صدا در فواصل مختلف استفاده کردند تا بتوانند دقیقا آنچه را که کوسه ها هنگام پاسخ شنیدند، محاسبه کنند. یک پهپاد هوایی کوسه های شنای آزاد را از ارتفاع 40 تا 50 متری (130 تا 165 فوتی) بالای آب ردیابی کرد، زیرا محققان صداهای کنترلی و آزمایشی را ارائه کردند. برای اندازه‌گیری فاصله واکنش کوسه‌ها و تغییرات جهت شنا از آنالیز ویدئویی فریم به فریم استفاده شد.

کوسه ها به هر سه محدوده صوتی آزمایشی پاسخ دادند اما به کنترل 10 کیلو هرتز پاسخ ندادند. آنها صداهای با فرکانس پایین را از فاصله 74 متری (243 فوت) تشخیص دادند که بسیار دورتر از آنچه قبلا در شرایط شنای آزاد نشان داده شده بود. کوسه ها به سرعت مسیر خود را از منبع تغییر دادند که نشان می داد می توانند جهت صدا را تعیین کنند.

بیش از 70 درصد از پاسخ‌ها در میدان دور صوتی رخ می‌دهد و کوسه‌ها به فرکانس‌های پایین‌تر حساس‌تر بودند و آنها را از دورتر و در سطوح صوتی پایین‌تر تشخیص می‌دادند.

کاجیورا گفت: «آنچه این یافته را به‌ویژه جالب می‌کند این است که کوسه‌ها به صداهایی فراتر از میدان نزدیک صوتی واکنش نشان می‌دادند، جایی که صدا رفتار متفاوتی نسبت به نزدیک به منبع دارد.» "این نشان می دهد که آنها حرکت ذرات مرتبط با صدا را حتی در فواصل قابل توجهی از منبع تشخیص می دهند - چیزی که قبلا نتوانستیم در کوسه های شناگر آزاد نشان دهیم."

این یافته جالب است زیرا کوسه ها مثانه شنای پر از گاز موجود در بسیاری از ماهی های استخوانی را ندارند، اندامی که می تواند به تشخیص فشار صدا کمک کند. در عوض تصور می‌شود که کوسه‌ها برای تشخیص حرکت و ارتعاشات تولید شده توسط صدایی که در آب حرکت می‌کند، به گوش‌های داخلی خود، از جمله ساختار تخصصی به نام macula neglecta، تکیه می‌کنند.

این یافته‌ها همچنین ارزش مطالعه شنوایی کوسه‌ها در طبیعت را برجسته می‌کند، جایی که محققان می‌توانند پاسخ‌های صدا را بدون بازتاب و سایر محدودیت‌های مخازن آزمایشگاهی مشاهده کنند.

کارولین سالیوان، نویسنده ارشد، که این کار کارشناسی ارشد علوم زیستی را به عنوان بخشی از کار کارشناسی ارشد علوم زیستی خود انجام داده است، گفت: "تلاش برای انجام آزمایش های شنوایی در یک مخزن منجر به پرش صدا از دیوارها می شود که باعث سیگنال های پیچیده و گیج کننده می شود - مانند قرار گرفتن در خانه ای از آینه است. به همین دلیل است که انجام این نوع آزمایش ها در اقیانوس با کوسه های وحشی برای دریافت پاسخ طبیعی بسیار مهم است."

دکتر ادموند گرشتاین، یکی از نویسندگان این مطالعه، مدیر پژوهشی در کالج علوم چارلز ای. اشمیت است.

کاجیورا گفت: "اقیانوس یک محیط صوتی است و کوسه ها به وضوح به روش هایی که ما تازه درک می کنیم در آن کوک شده اند." "توانایی تشخیص و پاسخ به صداها از صدها پا دورتر به این شکارچیان منبع مهمی از اطلاعات در مورد محیط اطرافشان می دهد. سوال بعدی این است که چگونه سیستم حسی آنها به آنها اجازه می دهد تا این صداهای دور را دریافت و تفسیر کنند."

سی ال سالیوان و همکاران، جهت گیری کوسه های نوک سیاه (Carcharhinus limbatus) به صدای زیر آب، زیست شناسی ارگانیسمی یکپارچه (2026). DOI: 10.1093/iob/obag033

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →