
地球上最大的生物Baleen Whales可以將極低的水下呼叫發送給彼此。但是,他們如何真正處理這些聲音知之甚少。現在,研究人員發現,鯨魚具有專門的頭骨,可以捕獲低頻的能量,並將其引導到耳朵骨頭。
Baleen鯨魚研究人員發現,使用嘴裡的Baleen板來過濾微小的生物和其他海洋食物,有兩種聽力的方式。如果是聲波很短 - 即比鯨魚的身體短 - 聲音的壓力波在到達鯨魚的軟組織之前可以穿過鯨魚的軟組織,然後到達鼓膜的軟組織(TPC),該配合物(TPC)將鯨魚的剛性耳朵固定在其頭骨上。
但是,如果聲波比鯨魚的身體更長,它們可以在稱為骨傳導的過程中振動其頭骨。研究人員說,這些較長的波長會在振動頭骨振動時會擴大或更大。 [圖像:上面的鯊魚和鯨魚這是給出的
2003年,儘管救援工作,但年輕的鰭鯨(Balaenoptera Physalus) 它在加利福尼亞州奧蘭治縣的日落海灘上藏在海灘上死亡。研究人員拯救了鯨魚的頭並在他們的研究中使用了它。鯨魚的頭放在CT掃描儀以便可以在計算機上對其進行建模。最終的模型包括鯨魚的皮膚,頭骨,眼睛,耳朵,舌頭,腦部肌肉和下巴,並允許研究人員模擬聲音如何穿過鯨魚的頭部。
研究人員說,該模型只能顯示鰭鯨的解剖結構,但科學家希望研究其他類型的鯨魚鯨魚,包括藍鯨,小鯨,右鯨和灰鯨。
在運行模擬之前,研究人員使用了一種稱為有限元建模的方法,該方法將模型頭骨分解成小塊,並跟踪它們如何相互工作。該研究的研究人員之一,聖地亞哥州立大學生物學家泰德·克蘭福德(Ted Cranford)說,這幾乎就像將鯨魚的頭部分為樂高積木。在仿真試驗中,不同的“塊”使他們能夠以不同頻率振動的每個成分來查看如何以不同的頻率振動。
“在計算上,這只是一個簡單的物理問題,”克蘭福德在一份聲明中說。 “但這是需要大量計算能力的人。它可以淹沒大多數計算機。”
模擬表明,鯨魚的骨傳導機制對低頻聲音的敏感性是通過TPC的壓力機理的敏感性。實際上,鰭鯨使用的最低頻率(研究人員發現,在骨傳導的情況下,10赫茲至130赫茲)的敏感性高10倍。
克蘭福德說:“骨傳導可能是鰭鯨和其他鯨魚的主要聽力機制。” “在我看來,這是一個宏偉的發現。”
研究人員說,這一新發現可能有助於加強限制被認為會干擾鯨魚水下呼叫的人造噪聲污染數量的法律,包括商業運輸中的噪聲,軍事練習和石油和天然氣鑽探行動。
加利福尼亞大學聖地亞哥分校的工程師彼得·克里斯爾(Petr Krysl)在一份聲明中說:“我們的貢獻是為我們提供一個窗口,說明世界上最大的動物如何聽到一種奇怪的機制。” “這項研究使一個美麗的原則驅動了一個美麗的原則:解剖結構不是偶然的。它是功能性的,通常以意外的方式設計精美。”
該研究今天在線(1月29日)在《期刊》上發表PLOS一個。
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