راز عجیب نهنگ‌ها کشف شد؛ نهنگ‌ها می‌توانند زیر آب بدون غرق شدن آواز بخوانند!

راز بقا: دانشمندان مدت‌ها بود به این فکر می‌کردند که چگونه نهنگ‌های بالین می‌توانند در حالی که نفس خود را حبس می‌کنند آواز بخوانند. این به این دلیل است که حنجره نهنگ هم صدا تولید می‌کند و هم مجرای هوا را می‌بندد تا نهنگ‌ها غرق نشوند. دهان خود را ببندید، بینی خود را بگیرید و سعی کنید زمزمه کنید - این کار مطلقا جواب نمی‌دهد.

به گزارش راز بقا، «جوی رایدنبرگ» استاد دانشکده پزشکی «مونت سینای» در نیویورک که روی نهنگ‌ها مطالعه کرده می‌گوید: «اگر نمی‌توانید اجازه دهید هوا جریان یابد، سیستم تحت فشار قرار می‌گیرد. وقتی سیستم تحت فشار قرار می‌گیرد و جریان هوا متوقف می‌شود، صدا نیز متوقف می‌شود».

کارشناسان قبلاً می‌دانستند که نهنگ‌ها حنجره خاصی همرا با یک کیسه انبان‌مانند دارند که به آن‌ها امکان آواز خواندن را می‌دهد، اما دقیقاً نمی‌دانستند آن‌ها چگونه صدا تولید می‌کنند. 

رایدنبرگ مطالعه جدیدی که مجله در نیچر منتشر شد حضور نداشت، اما وی می‌گوید: «شما هرگز نمی‌توانید فقط یک آندوسکوپ را پایین نهنگ بالین قرار دهید تا بفهمید که آن‌ها زمان آواز خواندن چه می‌کنند. علاوه بر این، نهنگ‌های مرده آن‌قدر سریع تجزیه می‌شوند که جمع‌آوری نمونه‌های بافت زنده بسیار دشوار است. 

اما سه نهنگ زمین‌گیر شده نزدیک به آزمایشگاه رایدنبرگ، «کوئن المانز»، نویسنده اصلی مطالعه، استاد بیوآکوستیک در دانشگاه جنوب دانمارک، را قادر ساخت تا آهنگ‌های صوتی تازه‌ای را از یک نهنگ کوهاندار، مینک و نهنگ سی که اخیراً درگذشته است، جمع‌آوری کند.

برای اولین بار، «اِلمانز» توانست از این سه حنجره برای تکرار صدا‌ها استفاده کند و بفهمد که در زمان تولید صدا توسط نهنگ‌ها واقعا چه اتفاقی می‌افتد. این منجر به کشف شگفت انگیزی شد: تار‌های صوتی حیوانات برای تولید صدا، «به شکلی غیرمنتظره» می‌لرزند.

بادکنک‌های مهمانی - برای علم

هر یک از این سه گونه صدا‌های بسیار متفاوتی ایجاد می‌کنند: نهنگ‌های گوژپشت آهنگ‌های پیچیده می‌خوانند، مینک‌ها مانند اردک‌ها صدا تولید می‌کنند، و نهنگ‌های «سی» صدا‌هایی با فرکانس پایین ایجاد می‌کنند. 

اما چگونه؟

پس از انجام سی تی اسکن، این تیم مطالعاتی سه حنجره را در فضای هوای آزمایشگاهی قرار دادند و به آرامی هوا را در سیستم دمیدند تا ببینند آیا می‌توانند ریه‌های غول پیکر یک نهنگ را تقلید کنند یا نه. المانز می‌گوید: «ما در نهایت از بادکنک‌های مهمانی برای نیرو بخشیدن به دم و دستگاه استفاده کردیم».

آن‌ها تصور می‌کردند که لبه‌های داخلی تار‌های صوتی نهنگ‌ها به هم ساییده می‌شوند تا صدا ایجاد کنند، اما آزمایش نشان داد که تار‌های صوتی در عوض روی یک پد چربی در پشت حنجره به هم ساییده می‌شوند.

رایدنبرگ می‌گوید: «هیچ حیوان دیگری به این شکل صدا تولید نمی‌کند».

پرسش رایدنبرگ این است که آیا دو تار صوتی می‌توانند در فرکانس‌های مختلف در برابر پد چربی ارتعاش کنند، یا اینکه آیا می‌توانند در برابر هم بلرزند؟. این می‌تواند توضیح دهد که چگونه یک نهنگ می‌تواند همزمان بیش از یک صدا تولید کند.

المانز تصور می‌کند که این سازگاری‌ها زمانی به وجود آمدند که اجداد زمینی نهنگ‌ها در حدود ۵۰ میلیون سال پیش به اقیانوس بازگشتند. از آنجایی که نهنگ‌های بالین در حین استفاده از حنجره خود برای جداسازی غذا و مجرا‌های هوا نیاز به ارتباط با نهنگ‌های دیگر داشتند، این سیستم منحصر به فرد را تکامل دادند. وی می‌گوید: «این حیوانات از نظر فیزیولوژیکی یک نوآوری تکاملی کاملاً جدید برای ایجاد صدا در زیر آب با این حنجره عجیب و غریب ایجاد کردند».

تحقیقات بیشتری لازم است

رایدنبرگ هشدار می‌دهد که حجم نمونه مطالعه - فقط سه حیوان - برای چنین تعمیمی بسیار کوچک است و دانشمندان ابتدا باید نمونه‌های بیشتری را بررسی کنند. «هایدی پیرسون»، استاد زیست شناسی دریایی دانشگاه جنوب شرقی آلاسکا، که او نیز در این مطالعه شرکت نداشت، با این دیدگاه موافق است. او مایل است خانواده دیگری از نهنگ‌ها را ببیند که برای مقایسه مورد بررسی قرار بگیرند، زیرا سه مورد مطالعه همه نهنگ‌های جوان شیاردار بودند. المانز می‌گوید قصد دارد یک نهنگ بالغ را که به آواز خواندنش معروف است، مطالعه کند.

اما کارشناسان چالش ذاتی در انجام چنین مطالعه‌ای را تصدیق می‌کنند. پیرسون می‌گوید: «فقط گرفتن آن نمونه‌ها در نوع خود یک پیروزی است».

کنترل آلودگی صوتی

محققان همچنین از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای سه بعدی برای تقلید آنچه هنگام فعال شدن ماهیچه‌های حنجره نهنگ‌ها روی می‌دهد، استفاده کردند. آن‌ها دریافتند که این ساختار‌ها نمی‌توانند صدا را در فرکانس‌های بالاتر از ۳۰۰ هرتز (هرتز) یا با عمق حدود ۳۳۰ فوت زیر آب تولید کنند.

«المانز» می‌گوید متأسفانه، «محدوده عمق و فرکانس تقریباً کاملاً با صدای انسان‌ها همپوشانی دارند»، به این معنی که آن‌ها ممکن است با سر و صدای تولید شده توسط کشتی‌های حمل‌ونقل رقابت کنند چرا که این کشتی‌ها صدا‌هایی بین ۳۰ تا ۳۰۰ هرتز منتشر می‌کنند. 

رایدنبرگ می‌گوید: «این چیزی است که من و شما می‌توانیم آن را «اثر مهمانی شبانه» بنامیم (پدیده‌ای در روان‌شناسی و شنوایی‌شناسی است و آن اینکه فرد می‌تواند توجه شنوایی خود را به یک محرک خاص معطوف کند و دیگر محرک‌ها را فیلتر کند، همان‌طور که فرد در یک مهمانی شلوغ می‌تواند با شخص دیگر گفتگو کند و به بقیه صدا‌های مزاحم توجهی نکند). وقتی دامنه صدای شما با دیگران همپوشانی دارد، شنیدن صدای یکدیگر بدون بلند کردن صدا سخت‌تر می‌شود.

پیرسون می‌گوید، به همین دلیل است که این مطالعه نیازمند کاهش آلودگی صوتی از طریق محدود کردن ترافیک حرکت کشتی‌ها، اجرای مناطق آرام، حفاظت از مناطق تعداد زیاد نهنگ‌های آوازخوان، و آرام‌تر کردن کشتی‌ها و استفاده از داده‌های واقعی در برنامه‌های حفاظتی است.