تستخدم الحيتان إشارات صوتية متنوعة للتواصل والإدراك الحسي. تختلف آليات إنتاج الصوت المحددة عبر عائلات الحيتانيات المختلفة. تظهر الثدييات البحرية، بما في ذلك الحيتان والدلافين وخنازير البحر، اعتماداً أكبر بكثير على الصوت مقارنة بالثدييات الأرضية، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى انخفاض فعالية الحواس الأخرى في البيئات المائية. الإدراك البصري أقل فعالية بالنسبة للثدييات البحرية لأن الجسيمات المحيطية تشتت الضوء. كما أن القدرات الشمية مقيدة أيضًا، حيث يحدث الانتشار الجزيئي في الماء بشكل أبطأ منه في الهواء، مما يقلل من فعالية الرائحة. وعلى العكس من ذلك، فإن سرعة الصوت في الماء أكبر بثلاث مرات تقريبًا من سرعة الصوت في الغلاف الجوي عند مستوى سطح البحر. نظرًا للاعتماد العميق للثدييات البحرية على اختبار التواصل والبحث عن الطعام، يعرب علماء البيئة وعلماء الكائنات الحية عن مخاوفهم بشأن الضرر المحتمل الناجم عن تصاعد مستويات الضوضاء المحيطة في المحيطات العالمية، والتي تعزى إلى الشحن والسونار والمسوحات السيزمية البحرية.
تستخدم الحيتان مجموعة متنوعة من الأصوات للتواصل والإحساس. تختلف الآليات المستخدمة لإنتاج الصوت من عائلة حيتانية إلى أخرى. تعتمد الثدييات البحرية، بما في ذلك الحيتان والدلافين وخنازير البحر، على الصوت أكثر بكثير من الثدييات البرية بسبب الفعالية المحدودة للحواس الأخرى في الماء. يعتبر البصر أقل فعالية بالنسبة للثدييات البحرية بسبب الطريقة التي تشتت بها الجسيمات الضوء في المحيط. كما أن الرائحة محدودة أيضًا، حيث تنتشر الجزيئات في الماء بشكل أبطأ منها في الهواء، مما يجعل عملية الشم أقل فعالية. ومع ذلك، فإن سرعة الصوت في الماء أكبر بثلاث مرات تقريبًا من سرعتها في الغلاف الجوي عند مستوى سطح البحر. نظرًا لأن الثدييات البحرية تعتمد بشكل كبير على السمع للتواصل والتغذية، فإن علماء البيئة وعلماء الأجرام السماوية يشعرون بالقلق من تعرضهم للأذى بسبب الضوضاء المحيطة المتزايدة في محيطات العالم الناجمة عن السفن والسونار والمسوحات الزلزالية البحرية.
يصف مصطلح "الأغنية" التسلسلات الصوتية المتسقة والمتوقعة التي تنتجها بعض أنواع الحيتان، وخاصة الحوت الأحدب. غالبًا ما يتم تشبيه هذه الأصوات بالموسيقى البشرية، حيث يوصف ذكور الحيتان الحدباء على وجه الخصوص بأنهم "مؤلفون متمرسون" للألحان التي تحمل "تشابهًا مذهلاً" مع التقاليد الموسيقية البشرية. ومع ذلك، فقد أدخلت الأبحاث اللاحقة تعقيدات على هذا المنظور. في حين تم اقتراح أن أغاني الحيتان الأحدب تنقل لياقة الذكور إلى إناث الحيتان، إلا أن هذه الفرضية واجهت تحديات تعتمد على حجج متعددة.
فئات النطق ووظائفه
على الرغم من أن الأصوات المعقدة للحيتان الحدباء (وبعض الحيتان الزرقاء) ترتبط في المقام الأول بالانتقاء الجنسي، إلا أن أنواع الحيتان الأخرى تصدر أصواتًا أبسط تخدم وظائف بديلة على مدار العام. قام المراقبون بتوثيق الحيتان الأم وهي توجه صغارها بلطف نحو السطح بطريقة مرحة، وتصدر في الوقت نفسه صوتًا يشبه هديل الإنسان. يبدو أن هذا النطق الشبيه بالهديل يهدئ صغارهم ويمثل واحدًا من عدة أصوات يومية مميزة تصدرها الحيتان. على النقيض من بعض الأسماك، مثل أسماك القرش، تفتقر الحيتان ذات الأسنان (الحيتان ذات الأسنان) إلى حاسة الشم، مما يضطرها إلى الاعتماد بشكل كبير على تحديد الموقع بالصدى لاقتناء الفرائس والملاحة في الظروف المحيطية المظلمة. وبالتالي، يجب أن تصدر هذه الحيتان أصواتًا بشكل مستمر على مدار العام للتحايل بشكل فعال على العوائق المحتملة، بما في ذلك السفن المغمورة أو الكائنات الحية الأخرى.
علاوة على ذلك، فقد ثبت أن الحيتان كائنات اجتماعية للغاية. إن الأصوات التي يتم إنتاجها باستمرار على مدار العام - في المقام الأول الصفارات والنقرات والمكالمات النبضية - تسهل التواصل بين أعضاء حجرتهم. كل صوت مميز يصدره الحوت قد ينقل معنى فريدًا. على وجه التحديد، يتم استخدام أصوات النقر التي تصدرها الحيتان لأغراض ملاحية.
يعتبر البعض أن السؤال حول ما إذا كانت الحيتان تنطق فقط من أجل المتعة الجمالية، أو الإشباع الفردي، أو "من أجل الفن" هو "سؤال لا يمكن اختباره".
أصوات الحوت الأحدب
تم تحفيز الاهتمام العلمي بأصوات الحيتان من قبل الباحثين كاتي وروجر باين، جنبًا إلى جنب مع سكوت ماكفاي. وقد لفت انتباههم إلى هذه الأصوات فرانك واتلينجتون، وهو برمودي يعمل لدى الحكومة الأمريكية في محطة SOFAR، حيث كان يراقب الغواصات الروسية باستخدام مكبرات الصوت تحت الماء قبالة ساحل الجزيرة. في عام 1970، أصدرت عائلة باينز الألبوم الناجح للغاية Songs of the Humpback Whale. بعد ذلك، تم دمج أصوات الحيتان هذه بسرعة في المؤلفات الموسيقية البشرية من قبل العديد من الفنانين، بما في ذلك المغنية جودي كولينز، وجورج كرامب، وبول وينتر، وديفيد روتنبرغ.
يولد الحوت الأحدب سلسلة من الأصوات المتكررة عبر ترددات متنوعة، تسمى مجتمعة أغنية الحوت. يصف عالم الأحياء البحرية فيليب كلافام هذه الأصوات بأنها "ربما الأكثر تعقيدًا في مملكة الحيوان".
كثيرًا ما تنخرط ذكور الحيتان الحدباء في هذه الأصوات خلال موسم التزاوج، مما يؤدي إلى الفرضية الأولية القائلة بأن غرضها هو تسهيل اختيار الشريك. ومع ذلك، لم تسفر الأبحاث اللاحقة عن أي دليل يثبت وجود صلة مباشرة بين هذه الألفاظ والنجاح الإنجابي.
تُظهر الأغاني تنظيمًا هرميًا. الوحدات الأساسية للأغنية، والتي يشار إليها بشكل غير رسمي باسم "النوتات"، هي انبعاثات صوتية منفصلة ومستمرة تستمر لعدة ثوانٍ. تظهر هذه الأصوات نطاق تردد من 20 هرتز إلى أكثر من 24 كيلو هرتز، في حين أن النطاق السمعي البشري القياسي يمتد من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز. يمكن أن تكون هذه الوحدات معدلة بالتردد، مما يعني أن درجة صوتها قد ترتفع أو تهبط أو تظل ثابتة، أو يمكن تعديلها بالسعة، مما يشير إلى الاختلافات في جهارة الصوت. ومع ذلك، فإن تحليل المخطط الطيفي للأغنية باستخدام إعدادات عرض النطاق الترددي المعدلة يكشف عن الخاصية النبضية المتأصلة للأصوات المعدلة بالتردد.
تتكون العبارة الفرعية من أربع إلى ست وحدات وتستمر عادةً لمدة عشر ثوانٍ تقريبًا. تتحد عبارات فرعية لتشكل عبارة. عادةً ما تكرر الحيتان الفردية عبارة واحدة لمدة تتراوح من دقيقتين إلى أربع دقائق، مما يؤدي إلى إنشاء ما يسمى بالموضوع. تشكل المواضيع المتعددة مجتمعة أغنية. يمكن أن تمتد أغنية الحوت الكاملة لمدة تصل إلى 30 دقيقة، وكثيرًا ما تتكرر على مدار فترات تمتد لساعات أو حتى أيام. يتضمن هذا الهيكل التنظيمي "الدمية الروسية" المتداخل تعقيدًا نحويًا أقرب إلى اللغة البشرية منه إلى أشكال التواصل الحيوانية الأخرى، مثل أغاني الطيور، والتي تظهر عادةً ترتيبات خطية فقط.
في منطقة جغرافية محددة، تنتج جميع الحيتان أغاني متطابقة تقريبًا في أي لحظة معينة، ومع ذلك تخضع هذه الأغاني لتطور مستمر وتدريجي مع مرور الوقت. على سبيل المثال، الوحدة التي تتميز في البداية بارتفاع (زيادة في التردد) قد تتسطح تدريجيًا إلى نغمة ثابتة على مدار شهر. وبالمثل، قد تظهر وحدة أخرى زيادة ثابتة في السعة. كما أن معدل تطور أغنية الحوت متغير أيضًا؛ في بعض السنوات، قد تتغير الأغاني بسرعة، بينما في سنوات أخرى، يتم ملاحظة تغييرات طفيفة.
عادةً ما تنتج الحيتان التي تعيش في مناطق جغرافية مشتركة، والتي من المحتمل أن تمتد على أحواض المحيطات بأكملها، أغاني متشابهة، ولا تظهر سوى اختلافات طفيفة. على العكس من ذلك، تصدر الحيتان من مناطق مختلفة وغير متداخلة أغانٍ مختلفة تمامًا.
خلال العملية التطورية للأغنية، لا يبدو أن الأنماط التي تم تحديدها مسبقًا قد تم إعادة تبنيها. كشف تحليل شامل لأغاني الحيتان على مدار 19 عامًا أنه على الرغم من إمكانية تمييز الأنماط الشاملة، إلا أن مجموعات متطابقة من العناصر لم تتكرر أبدًا.
تنتج الحيتان الحدباء أيضًا أصواتًا منفصلة مستقلة عن أغانيها المنظمة، خاصة أثناء عروض المغازلة. بالإضافة إلى ذلك، تصدر الحيتان الحدباء فئة ثالثة من الصوت، تُعرف باسم نداء التغذية. يستمر هذا النطق لمدة تتراوح بين 5 و10 ثوانٍ، ويحافظ على تردد ثابت تقريبًا. عادة ما تنخرط الحيتان الحدباء في التغذية التعاونية، وتشكل مجموعات للسباحة تحت المياه الضحلة للأسماك قبل أن تندفع بشكل جماعي عموديًا عبر الأسماك وتخترق سطح الماء. تسبق نداءات التغذية هذه الطعنات المنسقة. لا تزال الوظيفة الدقيقة لهذا النداء غير محددة.
افترض بعض الباحثين أن أغاني الحوت الأحدب قد تؤدي وظيفة تحديد الموقع بالصدى؛ ومع ذلك، فقد واجهت هذه الفرضية نقاشًا علميًا.
أصوات الحوت الإضافية
إلى جانب أغانيها، لوحظ أن الحيتان الحدباء تنتج العديد من الأصوات الاجتماعية الأخرى للتواصل، بما في ذلك "الهمهمات" و"الآهات" و"الثوب" و"الشخير" و"النباح".
كشفت الأبحاث التي أجريت في عام 2009 عن تعمق تدريجي في التردد النغمي لأغاني الحوت الأزرق منذ الستينيات. على الرغم من زيادة أكثر من 12 ديسيبل في الضوضاء المحيطة بالمحيط بسبب التلوث منذ منتصف القرن العشرين، أشار الباحث مارك ماكدونالد إلى أنه من المتوقع حدوث تحول تصاعدي في طبقة الصوت إذا بذلت الحيتان جهدًا لتكون مسموعة. المكالمات التي تنتشر من 5 إلى 9 كيلومترات (3.1–5.6 ميل). عادةً ما يتم توثيق الأصوات قصيرة المدى أثناء التفاعلات الاجتماعية ومراحل الراحة، في حين ترتبط الأصوات طويلة المدى بشكل متكرر بأنشطة البحث عن الطعام والتغذية.
تولد غالبية الحيتانيات الأخرى، بما في ذلك الحيتان والدلافين، أصواتًا تظهر مستويات متنوعة من التعقيد. والجدير بالذكر أن الحيتان البيضاء، والتي يشار إليها غالبًا باسم "كناري البحر"، تصدر مجموعة واسعة من الصفارات والنقرات والنبضات. لوحظ أن ذكر البيلوغا الأسير المسمى NOC (يُنطق "no-see") يحاكي تلقائيًا الأنماط الصوتية للكلام البشري للذكور البالغين، والتي تكون درجة صوتها أقل بكثير من أصوات البيلوغا النموذجية. ولتحقيق هذه الترددات، قام عمدًا بتضخيم كيسه الدهليزي بشكل زائد، وهي ميزة تشريحية تستخدمها الحيتان البيضاء عادةً لمنع دخول الماء إلى فتحة النفخ، وبالتالي تنظيم الضغط داخل المسالك الأنفية.
في البداية، تم الافتراض بأن معظم الحيتان البالينية تصدر صوتًا ضمن نطاق تردد يتراوح بين 15-20 هرتز تقريبًا. ومع ذلك، قام فريق بحث بقيادة ماري آن ضاهر من معهد وودز هول لعلوم المحيطات بتوثيق في نيو ساينتست في ديسمبر 2004 تتبع الحوت على المدى الطويل في شمال المحيط الهادئ على مدى 12 عامًا، مما أدى إلى إنتاج أصوات شاذة بتردد 52 هرتز. ولم يقدم المجتمع العلمي بعد تفسيرا قاطعا لهذه الظاهرة الفريدة. في حين أن 52 هرتز يشكل ترددًا منخفضًا جدًا للسمع البشري، ويمكن إدراكه كصوت أنين خافت، فإن الأصوات النموذجية للحيتان الأخرى تكون عمومًا أقل من عتبة السمع البشري. ولم يكن من المفترض أن يمثل هذا الحوت نوعًا جديدًا؛ بدلاً من ذلك، تشير أصواتها إلى أن الأنواع الموجودة قد تمتلك نطاقًا صوتيًا أوسع بكثير مما كان معروفًا سابقًا. ومع ذلك، لا يزال الجدل العلمي مستمرًا حول تميز صوت هذا الحوت وإمكانية تصنيفه على أنه هجين، أقرب إلى هجين الحوت الأزرق والزعنفي الموثق.
آليات إنتاج الصوت
يُصدر البشر أصواتًا صوتية من خلال مرور الهواء المتحكم فيه عبر الحنجرة. داخل الحنجرة، يؤدي تقريب الحبال الصوتية إلى تحفيز تدفق الهواء على الإغلاق والفتح السريع والمتناوب. يقوم هذا الإجراء بتقسيم تيار الهواء المستمر إلى نبضات هواء منفصلة، والتي يُنظر إليها على أنها اهتزاز. يؤدي التعديل اللاحق لهذا الاهتزاز بواسطة الأعضاء المفصلية داخل تجاويف الفم والأنف إلى ظهور أصوات معقدة مميزة للكلام البشري.
يختلف إنتاج أصوات الحيتان بشكل كبير عن الآلية الفسيولوجية البشرية. تختلف العمليات المحددة المتضمنة بين الرتبتين الفرعيتين للحيتانيات: Odontoceti، التي تشمل الحيتان المسننة والدلافين، وMysticeti، والتي تتضمن حيتان البالين وأكبر الثدييات البحرية، مثل الحوت الأزرق.
حيتان Odontocete
تولد الحيتان السنية تسلسلات سريعة من النقرات عالية التردد، وتستخدم في المقام الأول لتحديد الموقع بالصدى. تنتج الهياكل التشريحية المتخصصة داخل هذه الحيتان مجموعة من النقرات والطنين، تمتد بترددات تتراوح من 0.2 إلى 150 كيلو هرتز، مما يمكنها من الحصول على بيانات صوتية حول محيطها. يتم استخدام الترددات المنخفضة لتحديد الموقع بالصدى على المدى الطويل، حيث تنتشر الأطوال الموجية الأطول تحت الماء بشكل أكثر فعالية من الأطوال الموجية الأقصر. على العكس من ذلك، أثبتت الترددات الأعلى أنها أكثر فعالية على مسافات أقصر، مما يوفر تفاصيل أكثر تفصيلاً حول الهدف. تنقل الأصداء المستمدة من هذه النقرات معلومات شاملة، بما في ذلك مسافة الهدف وحجمه وشكله وسرعته وحركته الاتجاهية. علاوة على ذلك، فإن تحديد الموقع بالصدى يسهل قدرة الحيتان السنية على التمييز بين الأشياء بناءً على تركيبها المادي وكثافتها، حتى عندما يتعذر تمييزها بصريًا. ومن اللافت للنظر أن الحيونات السنية الفردية تبدو قادرة على عزل أصداءها أثناء أنشطة التغذية الجماعية، وبالتالي تجنب التداخل من تحديد الموقع بالصدى لأعضاء الحجرة الأخرى.
على النقيض من النقرات، تخدم الصفارات وظيفة تواصل بين الحيتان السنية. تطور العجول، التي تتراوح أعمارها بين أربعة وستة أشهر عادةً، أصواتًا مميزة تسمى "صفارات التوقيع"، والتي تستخدمها باستمرار طوال حياتها. تعتبر صفارات التوقيع هذه فريدة لكل فرد ويُفترض أنها لتسهيل التعرف على المجموعات الاجتماعية التي تحتوي على أسنان. على الرغم من المجموعة المتنوعة من الأصوات التي تنتجها مجموعات الدلافين الكبيرة، إلا أن المحتوى الدلالي الدقيق لهذه الأصوات لا يزال غير واضح إلى حد كبير. يستشهد فرانكل بباحث يصف بشكل مجازي البيئة الصوتية لمدرسة الحيتان السنية بأنها مشابهة لنشاز ملعب الأطفال.
تولد الحيتان السنية أصواتها المتنوعة عن طريق توجيه الهواء عبر البنية الرأسية المعروفة باسم الشفاه الصوتية. من الناحية البيولوجية، هذا الهيكل متماثل للشفة العليا الموجودة داخل تجويف الأنف. ومع ذلك، فإن وظيفتها الميكانيكية تشبه إلى حد كبير وظيفة الطيات الصوتية البشرية، والتي تقع في الحنجرة. أثناء مرور الهواء عبر هذا الممر الضيق، تنجذب أغشية الشفاه الصوتية معًا، مما يؤدي إلى حدوث اهتزازات في الأنسجة المجاورة. تخضع هذه الاهتزازات، مثل تلك الموجودة في الحنجرة البشرية، لتحكم واعي شديد الحساسية. وتنتشر الاهتزازات الناتجة عبر أنسجة الجمجمة إلى البطيخة، وهو العضو الذي ينحت ويوجه الصوت إلى شعاع مركّز، وهو ضروري لتحديد الموقع بالصدى. باستثناء حوت العنبر، تمتلك جميع الحيتان المسننة مجموعتين متميزتين من الشفاه الصوتية، مما يمكنها من إنتاج صوتين مستقلين في وقت واحد. بعد المرور عبر الشفاه الصوتية، يدخل الهواء إلى الكيس الدهليزي، والذي يمكن إما إعادة تدويره منه إلى الجزء السفلي من المجمع الأنفي لتوليد الصوت لاحقًا أو طرده عبر فتحة النفخ.
المصطلح الفرنسي للشفاه الصوتية، museau de Singe، يترجم مباشرة إلى "كمامة القرد"، وهو وصف مشتق من التشابه الملحوظ لهذا الهيكل التشريحي في حيتان العنبر. كشفت تحليلات الجمجمة المتقدمة التي أجريت في عام 2004، باستخدام فحوصات التصوير المقطعي المحوسب لانبعاث الفوتون الواحد والمحوري، أنه في الدلافين قارورية الأنف، يمكن توفير الهواء إلى المجمع الأنفي مباشرة من الرئتين. تسمح هذه الآلية بإنتاج الصوت بشكل مستدام طالما أن الدلفين يمكنه تجديد الهواء من جهازه التنفسي.
حوت العنبر
تعتمد أصوات حوت العنبر حصريًا على النقرات، ويتم تصنيفها إلى أربعة أنواع متميزة: تحديد الموقع بالصدى القياسي، والصرير، والكودا، والنقرات البطيئة. تمثل الكودات أكثر الأصوات المميزة، وتتكون من تسلسلات نقرات قصيرة وإيقاعية، وتتكون عادةً من 3 إلى 12 نقرة مرتبة في أنماط موحدة. تنشأ هذه الألفاظ من عمليات التعلم الصوتي داخل الوحدات الاجتماعية المستقرة. تنقل بعض الكودات هوية العشيرة، مما يشير إلى الاختلافات في السفر والبحث عن الطعام والتفاعل الاجتماعي أو سلوكيات التجنب بين العشائر المختلفة. تعمل رموز هوية العشيرة باعتبارها "سمات عشوائية تعمل كمؤشرات يمكن الاعتماد عليها للانتماء الجماعي الثقافي"، كإشارات رمزية تنظم التفاعلات بين الأفراد.
يظل التعبير عن الهوية الفردية من خلال أصوات حوت العنبر موضوعًا للبحث العلمي المستمر. ومن الأهمية بمكان التمييز بين الإشارات الصوتية والإشارات المتعمدة. في حين أن أدوات التحليل الصوتي البشرية يمكنها التمييز بين الحيتان الفردية من خلال فحص الخصائص الدقيقة لأصواتها، ومن المحتمل أن تمتلك الحيتان قدرة مماثلة، فإن هذا لا يؤكد أن الحيتان تستخدم عمدًا أصواتًا محددة للإشارة إلى الهوية الفردية، على عكس صفارات التوقيع التي تستخدمها الدلافين قارورية الأنف للتعرف على الأفراد.
الحيتان الغامضة
تفتقر الكائنات الغامضة إلى بنية الشفاه الصوتية؛ وبدلاً من ذلك، تظهر الحنجرة كأداة فعالة في إنتاج الصوت. ويتجلى ذلك من خلال وجود متجانسات الطيات الصوتية داخل الطية على شكل حرف U المدعومة بالغضاريف الطرجهالية. يمكن لهذه الحيتان أن تصدر صوتًا دون الزفير، لأنها تحتفظ بالهواء داخل كيس الحنجرة. من المفترض أن الهواء من هذا الكيس يتم إعادة تدويره مرة أخرى إلى الرئتين للنطق لاحقًا. على الرغم من أن المتصوفات لا تمتلك جيوبًا قحفية عظمية، إلا أنها تمتلك كيسًا هوائيًا جناحيًا. الوظيفة الدقيقة لهذا الكيس في إنتاج الصوت غير مؤكدة (ربما رنين)، ولكن من المحتمل أن يكون دوره الأساسي سمعيًا، حيث يبدو أنه يحافظ على مجال هوائي حول عظيمات الأذن في العمق.
المرونة الصوتية والسلوك الصوتي
على الصعيد العالمي، تم تحديد ما لا يقل عن تسعة مجموعات صوتية متميزة من الحيتان الزرقاء. على مدى العقود الخمسة الماضية، أظهرت الحيتان الزرقاء تحولًا في أصواتها، مع انخفاض تدريجي في وتيرة النداءات. على سبيل المثال، تعمل الحيتان الزرقاء القزمة الأسترالية على تقليل متوسط تردد نداءاتها بمعدل تقريبي يبلغ 0.35 هرتز سنويًا.
إن سلوكيات هجرة الحيتان الزرقاء ليست مفهومة تمامًا. يبدو أن بعض المجموعات السكانية تعيش في بعض الأحيان في موائل عالية الإنتاجية على مدار العام، بينما يقوم البعض الآخر بهجرات واسعة النطاق إلى مناطق التغذية في خطوط العرض العليا. ومع ذلك، فإن النطاق الكامل لهذه الهجرات والشرائح السكانية المحددة المعنية لا تزال غير محددة إلى حد كبير.
مستويات الصوت
تتراوح أصوات حوت البالين من 10 هرتز إلى 31 كيلو هرتز. يتم عرض مستويات الصوت التمثيلية في الجدول التالي.
التفاعل البشري
يستخدم الباحثون الهيدروفونات، والتي غالبًا ما يتم تكييفها من تطبيقاتها العسكرية الأولية في تتبع الغواصات، لتحديد أصل أصوات الحيتان بدقة. تتيح هذه المنهجيات أيضًا تقييم مسافات الانتشار السليمة داخل البيئات المحيطية. وأظهرت الدراسات التي أجراها الدكتور كريستوفر كلارك من جامعة كورنيل، باستخدام البيانات العسكرية، أن أصوات الحيتان يمكن أن تقطع آلاف الكيلومترات. وبعيدًا عن الأفكار المتعلقة بإنتاج الأغاني، تسهل هذه البيانات تتبع مسارات هجرة الحيتان خلال موسم "الغناء" (التزاوج). أحد الاكتشافات المهمة هو أن الحيتان تظهر التأثير اللومباردي، حيث تقوم بتعديل أصواتها لمواجهة التلوث الضوضائي المحيط.
علاوة على ذلك، تشير الأدلة إلى أن الحيتان الزرقاء تتوقف عن إنتاج البحث عن الطعام D مما يستدعي تنشيط السونار متوسط التردد، على الرغم من أن نطاق تردد السونار (1-8 كيلو هرتز) يتجاوز بشكل كبير نطاق إنتاج الصوت الخاص بها (25-100 هرتز).
تكشف الدراسات عن تضاعف الضوضاء المحيطة الصادرة عن السفن البحرية على مدى عقد من الزمن، مما يؤدي بالتالي إلى تقليل النطاق المسموع لأصوات الحيتان. تاريخيًا، قبل ظهور الشحن البحري على نطاق واسع، كان من المحتمل أن تجتاز أصوات الحيتان أحواض المحيطات بأكملها. يعرب المدافعون عن البيئة عن قلقهم من أن نشاط القوارب المتصاعد هذا يفرض ضغطًا كبيرًا على الحيوانات البحرية ويعوق نجاحها في التكاثر.
على مدار العقد الماضي، تم تطوير العديد من المنهجيات الآلية الفعالة، بما في ذلك معالجة الإشارات واستخراج البيانات وتقنيات التعلم الآلي، لاكتشاف أصوات الحيتان وتصنيفها.
التاريخ
كابتن صيد الحيتان دبليو إم. يُنسب إلى إتش. كيلي باعتباره أول فرد حدد أصوات الحيتان على أنها "غناء" مميز أثناء رحلته على متن السفينة إليزا في بحر اليابان عام 1881.
عند تعيينه كمساعد في علم المحيطات الفيزيائي في معهد وودز هول لعلوم المحيطات (WHOI) في ماساتشوستس في عام 1943، ركزت الأبحاث الأولية التي أجراها ويليام إي شيفيل على تحديد الموقع بالصدى لغواصات يو تحت رعاية البحرية الأمريكية. في عام 1962، أوضح ما يلي: "خلال الحرب العالمية الثانية، استمع الكثير من الناس على كلا الجانبين إلى الأصوات تحت الماء لأسباب عسكرية. لم يتم سماع الأصوات المطلوبة فقط (تلك التي تصدرها سفن العدو)، ولكن تم سماع مجموعة متنوعة مذهلة من الأصوات الأخرى. وقد نسبت معظم هذه الأصوات إلى الحيوانات التي تعيش في البحر، عادةً باسم "أصوات الأسماك" ... وقد نسب بعضها إلى الحيتان، بشكل صحيح جزئيًا، ولكن دون تحديد نوع الحوت؛ ولم يكن معظم المستمعين العسكريين من علماء الأحياء، وفي أي حال من الأحوال "حالة غرفة السونار البحرية التقليدية تعاني من نقص مؤسف في النوافذ." كان شيفيل رائدًا في تسجيل أصوات الحيتان تحت الماء، ثم استنتج أهميتها الوظيفية من هذه البيانات الصوتية. أسفرت مساهماته الأساسية عن أكثر من خمسين منشورًا حول نطق الحيتان، وبالتالي وضع الإطار التأسيسي لـ "مئات الدراسات العلمية التي أنتجها عمال آخرون من الستينيات حتى يومنا هذا". ومن الجدير بالذكر أن زوجته، باربرا لورانس، التي عملت كأمينة للثدييات في متحف جامعة هارفارد لعلم الحيوان المقارن (MCZ)، شاركت في كثير من الأحيان في تأليف هذه الأعمال العلمية.
تقاطعت أبحاث ويليام إي. شيفيل في مجال الحيتان في النهاية مع العمليات البحرية الأمريكية التي ألهمت مساره المهني في البداية. بعد وفاته، لاحظت جمعية ببليوغرافيا التاريخ الطبيعي ما يلي: "ساعد بيل في نزع فتيل لحظة متوترة بين الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي خلال الحرب الباردة. واشتبه الجيش الأمريكي في أن السوفييت يستخدمون إشارات ضوئية منخفضة التردد لتحديد موقع الغواصات الأمريكية، في حين أظهر بيل أن هذه النبضات تم إنتاجها بواسطة الحيتان ذات الزعانف (Balaenoptera physalus) التي تصطاد فرائسها."
الوسائط
أسطوانات مختارة
- تم إصدار الألبوم Songs of the Humpback Whale (SWR 118) في البداية في عام 1970 بواسطة CRM Records، ويضم تسجيلات لروجر باين وفرانك واتلينجتون ومساهمين آخرين. تم إعادة إصدار LP هذا لاحقًا بواسطة Capitol Records، وتم توزيعه كقرص مرن داخل مجلة National Geographic Society، المجلد 155، العدد 1، في يناير 1979. تتضمن عمليات إعادة الإصدار الإضافية نسخة قرص مضغوط بواسطة Living Music/Windham Hill/BMG Records في عام 1992، وقرص مضغوط مُعاد صياغته بواسطة BGO-Beat Goes On في عام 2001. تم إطلاق
- Deep Voices: The Second Whale Record (Capitol/EMI Records 0777 7 11598 1 0) باعتباره LP في عام 1977، ويتضمن تسجيلات تكميلية لروجر باين. تم إعادة إصداره لاحقًا على قرص مضغوط في عام 1995 بواسطة Living Music/Windham Hill/BMG Records، ويضم أصواتًا من الحيتان الحدباء والأزرق والحيتان الصحيحة. تم نشر
- الحيتان الشمالية (MGE 19) بواسطة Music Gallery Editions، باستخدام تسجيلات بواسطة بيير أويليت وجون فورد وباحثين آخرين مرتبطين بأبحاث الموسيقى والاتصالات بين الأنواع. تحتوي هذه المجموعة على أصوات الحيتان البيضاء، وكركدن البحر، وحيتان الأوركا، والفقمات الملتحية.
- تم إصدار القرص المضغوط أصوات الأرض: الحيتان الأحدب (موسيقى Oreade) في عام 1999.
- نشوة الطرب في الأعماق: غناء الحوت الأحدب (تسجيلات البوصلة) أصبحت متاحة على قرص مضغوط في عام 2001.
- ألبوم Songlines: أغاني الحيتان الحدباء في شرق أستراليا. صدر عام 2009.
حوت 52 هرتز
- الحوت 52 هرتز
- الصوتيات الحيوية
- الموسيقى الحيوية
- الصوتيات تحت الماء
- التعلم الصوتي