علم الصوتيات الحيوية

علم الصوتيات الحيوية هو ذلك العلم الذي يجمع بين علم البيولوجيا وعلم الصوتيات. وعادة ما يشير إلى التحقيق في إنتاج الصوت ، والتشتت من خلال الأوساط المرنة ، والاستقبال في الحيوانات ، بما فيها البشر. و هذا يتضمن الأسس العصبية والتشريحية لإنتاج الصوت والكشف عنه ، والعلاقة بين الإشارات الصوتية و الأوساط التي ينتشر خلالها . النتائج تعطينا بعض الأدلة عن تطور الآليات الصوتية ، و من ثم تطور الحيوانات التي تستخدمهم.

في علم الصوتيات تحت الماء و في مصائد الأسماك يستخدم هذا المصطلح أيضا للدلالة على تأثير النباتات والحيوانات علي انتشار الصوت تحت الماء ، و عادة ، يستخدم في الإشارة الى استخدام تكنولوجيا الموجات الصوتية لتقدير الكتلة الحيوية.

التاريخ

لفترة طويلة من الزمن ،استخدمت أصوات الحيوانات في التعرف والعثور عليهم. وعلم الصوتيات الحيوية كمنهج علمي أنشأه عالم الاحياء السلوفاني "إيفان ريجين " الذي بدأ بشكل منهجي دراسة أصوات الحشرات. ففي عام 1925 استخدم جهاز خاص لاصدار احد الاصوات التي تميز حشرة الكيريكيت أو صرصار الليل للعب في دويتو مع حشرة اخري. و في وقت لاحق وضع ذكراً من صرصار الليل وراء ميكروفون وانثاه أمام مكبر للصوت. و كانت الإناث لا تتحرك نحو الذكور ولكن نحو مكبر الصوت. أما اهم اسهامات ريجين في هذا المجال ،فضلا عن إدراك أن الحشرات أيضا تكتشف الأصوات المنقولة جوا ،فقد كان اكتشاف وطيفة الارغن الطبلية. [[]]

أتاحت الأجهزة الكهربائية-الميكانيكية البدائية المتاحة في ذلك الوقت مثل الفونوغراف من التقييم البسيط لخصائص الإشارات. و لكن قياسات أكثر دقة أصبحت ممكنة في النصف الثاني من القرن العشرين بعد التقدم في مجال الالكترونيات واستخدام الأجهزة الحديثة مثل راسم الإشارة والمسجلات الرقمية.

آخر التطورات في علم الصوتيات الحيوية تتعلق بالبحث في العلاقات بين الحيوانات وبيئتها الصوتية وتأثير الضوضاء البشرية. تم الإشادة مؤخراً بتقنيات علم الصوتيات الحيوية باعتبارها طريقة غير مؤذية لتقدير التنوع البيولوجي.

طرق في علم الصوتيات الحيوية

الهيدروفون

إن الاستماع لا يزال واحد من الطرق الرئيسية المستخدمة في بحوث علم الصوتيات الحيوية. ولا يعرف سوى القليل عن العمليات الفسيولوجية العصبية التي تلعب دورا في الإنتاج ، وكشف وتفسير الأصوات في الحيوانات ، لذلك فإن سلوك الحيوان وحتى الإشارات نفسها تستخدم لاكتساب المعرفة حول هذه العمليات.

الإشارات الصوتية

الصورة الطيفية (أعلاه) ، ورسم تذبذبي (أدناه) من الحيتان الحدباء دعوات

إن المراقب ذو الخبرة يمكن أن يستخدم أصوات الحيوانات ليتعرف على الأنواع الحيوانية المغردة ، وموقعها وحالتها في الطبيعة. كما يتضمن التحقيق في أصوات الحيوانات تسجيل الإشارة باستخدام المعدات الالكترونية . نظراً لكثرة خصائص الإشارات والأوساط التي يمكنها الانتشار من خلالها، لذا فقد نكون في حاجة إلي بعض المعدات المتخصصة ، بدلا من الميكروفون المعتاد، مثل التليفون المائي ( للأصوات تحت الماء) ، و مكتشف الموجات فوق الصوتية ( للكشف عن الأصوات ذات الترددات العالية جدا ) ، أو مقياس الإهتزاز الذي يستخدم الليزر. و تستخدم أجهزة الكمبيوتر لتخزين وتحليل الأصوات المسجلة. وتستخدم برامج تحرير الصوت المتخصصة في وصف وفرز الإشارات وفقا للشدة ، والتردد ، والمدة وغيرها من العوامل.

إنتاج الصوت ، والكشف عنه، واستخدامه في الحيوانات

إن العلماء في مجال علم الصوتيات الحيوية مهتمون بعلم التشريح والفسيولوجيا العصبية الخاص بالاعضاءالمرتبطة بعملية إنتاج الصوت و الكشف عنه، بما في ذلك الشكل ، وعمل العضلات ، ونشاط الشبكة العصبية المعنية.

ولكن حيث أن الأساليب المستخدمة في البحوث الفسيولوجية العصبية لا تزال معقدة إلى حد ما ، وفهم العمليات ذات الصلة لم يكتمل بعد ، لذا تستخدم الأساليب البسيطة. و من الأشياء المفيدة بشكل خاص هو مراقبة الاستجابات السلوكية لإشارات صوتية. واحدة من هذه الإستجابات القبيل هو الحركة الاتجاهيه نحو مصدر الإشارة. من خلال مراقبة الاستجابة لإشارات واضحة المعالم في بيئة مسيطر عليها ، يمكننا أن نحصل علي نظرة ثاقبة في وظائف الإشارات، وحساسية جهاز السمع ، و إمكانية تقليل الضوضاء، الخ.

تقدير الكتلة الحيوية

المقالة الرئيسة: Hydroacoustics

تقدير الكتلة الحيوية هي طريقة لكشف وتحديد كمية الأسماك والكائنات البحرية الأخرى باستخدام تكنولوجيا الموجات الصوتية. حينما ينتقل نبض الصوت عن طريق المياه فإنه يواجه الأشياء التي هي ذات كثافة مختلفة عن المتوسط المحيطة بها ، مثل الأسماك ، والتي تعكس الصوت في الإتجاه المضاد في اتجاه مصدر الصوت. هذه الأصداء توفر معلومات عن حجم السمك ، والمكان ، والوفرة. فوظيفة المكونات الأساسية لمسبار الأعماق هي إحالة الصوت ، وتلقي ، تصفية وتضخيم وتسجيل وتحليل هذه الأصداء. في حين أن هناك العديد من الشركات المصنعة لما هو معروف تجارياً " مكتشف الاسماك ،" إلا أن التحليل الكمي يتطلب أن تتم القياسات بعد معايرة مسبار الأعماق الذي يتميز بنسب عالية بين الإشارة و الضوضاء.

أصوات الحيوانات

الزرزور الأوروبي الغناء

الأصوات التي تستخدمها الحيوانات التي تدخل في نطاق علم الصوتيات الحيوية تشمل طائفة واسعة من الترددات و الأوساط ، و هي غالباً لا تكون أصوات بالمعنى الدقيق للكلمة ، أي موجات من التضاغط تنتشر من خلال الهواء و تتعرف عليها الأذن البشرية. فحشرة الكريكيت ، على سبيل المثال ، تتواصل مع بعضها بواسطة أصوات ذات ترددات أعلى من 100 كيلو هرتز ، أي في نطاق الموجات فوق الصوتية. موجات أخري أقل في التردد ، لكنها ما زالت في الموجات فوق الصوتية ، هي الأصوات التي تستخدمها الخفافيش لتحديد الموقع بالصدى. على الجانب الآخر من الطيف الترددي ، أي الاهتزازات منخفضة التردد ، لا يتم الكشف عنها بواسطة أعضاء السمع ، ولكن من قبل أعضاء أخرى أقل قدرة علي الاحساس. وتشمل الأمثلة على ذلك الاهتزازات الأرضية التي تنتجها الفيلة التي ترددها الرئيسي حوالي 15 هرتز ، والاهتزازات المنخفضة والمتوسطة الترددالتي تنتقل عن طريق الذبذبات التي يستخدمها معظم فئات الحشرات ومع ذلك كثير من أصوات الحيوانات يقع ضمن نطاق الترددات القابلة للاكتشاف من قبل الأذن البشرية ، ما بين 50 و 15،000 هرتز. أخيراً آليات إنتاج الصوت و الكشف عنه متنوعة تماما كما هو حال الإشارات نفسها.

أنظر أيضاً

• الايكولوجيا الصوتية
• الأوقيانوغرافيا الصوتية
• الاتصالات الحيوانية
• لغة الحيوان
• الموسيقي الحيوية
• علم البيئة الحيوية
• تسجيل الميدان
• الضفدع السمع والاتصالات
• قائمة أصوات الحيوانات
• الموسيقى والعلاج
• الأصوات الطبيعية
• علم الصوتيات تحت الماء
• التعلم صوتي
• أغنية الحيتان
• علم الموسيقي الحيوانية

روابط خارجية

• مركز الصوتيات الحيوية البحرية التابع لجامعة جنوب فلوريدا. وقد الأسماك التسجيلات الصوتية.
• مختبر علم الصوتيات الحيوية التطبيقية
• المكتبة البريطانية الصوت الأرشيف قد 150،000 تسجيلات لأكثر من 10،000 الأنواع.
• Bioacoustics المجلس الدولي لروابط علم الصوتيات الحيوية موارد كثيرة.
• Borror مختبر علم الصوتيات الحيوية في جامعة ولاية أوهايو يحتوي على أرشيف ضخم من التسجيلات الصوتية للحيوان.
• الاستماع إلى الطبيعة 400 أمثلة من الأغاني الحيوانية والمكالمات
• جمعية الحياة البرية تسجيل الصوت
• كره كانتو : : الأغاني ، ويدعو لأكثر من 4000 نوعا من الطيور من الأمريكتين وأفريقيا وآسيا على الخط
• شعاع أيادي العلوم البحرية واستدامة مدرسة الحوت القاتل الأصوات ، وبعض مترجم باستخدام صفائف هيدروفونات
• Bioacoustic برنامج البحوث في مختبر كورنيل لعلم الطيور وتوزع على عدد من الخطوط المختلفة bioacoustics توليف وتحليل البرامج.
• ماكولاي مكتبة في مختبر كورنيل لعلم الطيور هي أكبر شركة في العالم لجمع أصوات الحيوانات وما يرتبط بها من الفيديو.
• Avisoft Bioacoustics يوفر مختلف الأجهزة ، وحلول البرمجيات للبحوث bioacoustic.
• Sejona.org الحرة أدوات لعلم الصوتيات الحيوية الحسابية. تسجيلات من الأصوات للدلافين (Tursiops truncatus) وغيرها من الحيوانات.

قراءات أخرى

• إوينغ فصيل عبد الواحد)1989) : المفصلي علم الصوتيات الحيوية : بيولوجيا الأعصاب والسلوك. ادنبره : ادنبره Universitsy الصحافة. ردمك 0-7486-0148-1
• فليتشر N. (2007) : الحيوان علم الصوتيات الحيوية. في : Rossing الدفتيريا (ed.) : سبرينغر كتيب الصوتيات ، سبرينغر. رقم الإيداع الدولى 978-0-87968-091-6

قالب:Animal language قالب:Hydroacoustics