Войти
Воспроизвести мультимедиа Горбатые киты хорошо известны своими песнями. Щелкните стрелку, чтобы воспроизвести видео, содержащее звук. Звуки китов используются китами для различных видов общения.
Механизмы, используемые для воспроизведения звука, различаются от одного семейство китообразных другому. Морские млекопитающие, такие как киты, дельфины и морские свиньи, в гораздо большей степени зависят от звука при общении и ощущениях, чем наземные млекопитающие, потому что ограниченная эффективность в воде. Зрение менее эффективно для морских млекопитающих из-за того, что океан рассеивает свет. Запах также ограничен, поскольку молекулы медленнее диффундируют в воде, чем в воздухе, что делает обоняние менее эффективным. Однако скорость звука в воде примерно в четыре раза больше, чем в атмосфере на уровне моря. Поскольку морские млекопитающие настолько зависят от слуха, чтобы общаться и питаться, экологи и кетологи обеспокоены тем, что им причиняет вред окружающий шум в мировом океане, вызываемый судами., гидролокатор и морские сейсмические исследования.
Слово «песня » используется для описания регулярных и предсказуемых звуков, издаваемых некоторыми видами китов., особенно горбатый кит. Это включено с музыкой или в сравнении с ней, и самцы горбатых китов были описаны как «заядлые композиторы » песен, «которые« поразительно похожи »на человеческие музыкальные традиции». Было высказано предположение, что песни горбатых китов сообщают самкам китов о пригодности самцов. Щелкающие звуки, издаваемые кашалотами и дельфинами, строго не являются песнями, но было предложено, чтобы последовательности щелчков представляли собой индивидуализированные ритмические последовательности, которые сообщают идентичность одного кита другим китам в его группе. Эти последовательности щелчков, как сообщается, позволяют группам координировать действия по поиску пищи.
Люди издают звонкие звуки, пропуская воздух через гортань. Внутри гортани, когда голосовые связки сближаются, проходящий воздух заставляет их попеременно смыкаться и открываться, разделяя непрерывный воздушный поток на дискретные импульсы воздуха, которые воспринимаются как вибрация. Эта вибрация дополнительно модифицируется речевыми органами в ротовой и носовой полостях, создавая звуки, которые используются в человеческой речи.
звуковоспроизведение китообразных. заметно отличается от этого механизма. Точный механизм различается у двух основных подотряд китообразных: Odontoceti (зубчатые киты - включая дельфинов) и Mysticeti (усатые киты - включая самых крупных китов, таких как синий кит ).
Процесс эхолокации дельфина: зеленым цветом - звуки, издаваемые дельфином, красным - рыбой. 
Идеализированная голова дельфина, показывающая области, участвующие в производстве звука. Это изображение было перерисовано из Cranford (2000). Odontocetes производят быстрые всплески высокочастотных щелчков, которые, как считается, предназначены в первую очередь для эхолокации. Специализированные органы зубатых китов производят наборы щелчков и гудков на частотах от 0,2 до 150 кГц, чтобы получить звуковую информацию об окружающей среде. Более низкие частоты используются для дистанционной эхолокации из-за того, что более короткие волны не распространяются так же далеко, как более длинные волны под водой. Более высокие частоты более эффективны на меньших расстояниях и могут раскрыть более подробную информацию о цели. Эхо от щелчков передает не только расстояние до цели, но также размер, форму, скорость и вектор ее движения. Кроме того, эхолокация позволяет зубатым кетам легко различать предметы, различающиеся по вещественному составу, даже если они визуально идентичны, по разной плотности. Похоже, что особи также могут выделять свое собственное эхо во время кормления стада без помех от эхолокации других членов стада.
Свистки используются для общения, а телята от четырех до шести месяцев издают уникальные звуки, которые они употребляют чаще всего на протяжении всей своей жизни. Такие «свистки для подписи» характерны для человека и могут служить формой идентификации среди других зубатых китов. Хотя большая стая дельфинов будет издавать широкий спектр различных шумов, о значении этих звуков известно очень мало. Франкель цитирует одного исследователя, который говорит, что слушать школу зубатых китов - это все равно, что слушать группу детей на школьной площадке.
Множественные звуки, издаваемые зубчатыми грибами, производятся при прохождении воздуха через структуру в голове, которая называется звуковые губы . Структура аналогична человеческой носовой полости, но звуковые губы действуют аналогично человеческим голосовым связкам, которые у человека расположены в гортани. Когда воздух проходит через этот узкий проход, звуковые мембраны губ всасываются, заставляя окружающие ткани вибрировать. Эти колебания, как и колебания гортани человека, можно сознательно контролировать с большой чувствительностью. Вибрации проходят через ткань головы к дыне, которая формирует и направляет звук в звуковой луч, полезный для эхолокации. Каждый зубатый кит, кроме кашалота, имеет два набора звуковых губ и, таким образом, способен издавать два звука независимо. Как только воздух выходит через звуковые губы, он попадает в вестибулярный мешок. Оттуда воздух может быть возвращен обратно в нижнюю часть носового комплекса, готовый к повторному использованию для создания звука, или выпущен через дыхало.
французское название для Звуковые губы, Museau de Singe, буквально переводятся как «морда обезьяны», на которую должна напоминать звуковая структура губ. Новый краниальный анализ с использованием компьютерной осевой и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии в 2004 году показал, по крайней мере, в случае дельфинов-афалин, что воздух может подаваться в носовой комплекс из легких через небно-глоточный сфинктер, позволяющий процессу создания звука продолжаться до тех пор, пока дельфин может задерживать дыхание.
Baleen whales (формально называемые mysticetes) не имеют фонической структуры губ. Вместо этого у них есть гортань, которая, кажется, играет роль в производстве звука, но у нее отсутствуют голосовые связки, и ученые остаются неуверенными в точном механизме. Однако этот процесс не может быть полностью аналогичен человеческому, потому что китам не нужно выдыхать, чтобы издавать звук. Вполне вероятно, что для этой цели они рециркулируют воздух вокруг тела. Черепные пазухи также могут использоваться для создания звуков, но, опять же, исследователи в настоящее время не знают, как это сделать.
В мире существует не менее девяти отдельных акустических популяций синих китов. За последние 50 лет синие киты изменили свое пение. Частота звонков становится все меньше. Например, у австралийских карликовых синих китов средняя частота криков снижается примерно на 0,35 Гц / год.
Характер миграции синих китов остается неясным. Некоторые популяции, по-видимому, проживают в местообитаниях с круглогодичной высокой продуктивностью в некоторые годы, в то время как другие совершают длительные миграции в высокоширотные районы нагула, но масштабы миграций и компоненты популяций, которые их совершают, плохо известны.
Частота звуков усатого кита колеблется от 10 Гц до 31 кГц. Список типичных уровней представлен в таблице ниже.
| Источник | Широкополосный уровень источника (дБ относительно 1  Па на расстоянии 1 м) |
|---|---|
| Финский кит стонет | 155–186 |
| Синий кит стонет | 155–188 |
| Серый кит стонет | 142–185 |
| Гренландский кит тонал, стоны и песни | 128–189 |
В то время как сложные звуки горбатого кита (и некоторых синих китов), как полагают, в основном используются в половой отбор, более простые звуки других китов используются круглый год. Хотя зубастые киты способны использовать эхолокацию для определения размера и природы объектов, эта способность никогда не демонстрировалась на усатых китах. Кроме того, в отличие от некоторых рыб, таких как акулы, обоняние кита развито слабо. Таким образом, учитывая плохую видимость водной среды и то, что звук так хорошо распространяется в воде, звуки, слышимые людям, могут играть роль в навигации. Например, глубина воды или наличие большого препятствия впереди могут быть обнаружены по громким звукам, издаваемым усатыми китами.
Вопрос о том, иногда ли киты поют исключительно для эстетического удовольствия, личное удовлетворение, или «ради искусства», некоторые считают «непроверяемым вопросом».
Спектрограмма вокализаций горбатого кита. Подробности показаны для первых 24 секунд 37-секундной записи песни горбатого кита. Пение эфирных китов и щелчки эхолокации отображаются в виде горизонтальных полос и вертикальных движений соответственно. Известно, что две группы китов, горбатый кит и подвид синего кита, обитающий в Индийском океане, издают серию повторяющихся звуков с разной частотой, известных как кит песня. Морской биолог Филип Клэпхэм описывает эту песню как «вероятно, самую сложную в животном мире».
Самцы горбатых китов часто исполняют эти вокализации во время брачного сезона, и поэтому считается, что цель песен - помочь спариванию
Интерес к песням китов был вызван исследователями Роджером Пейном и Скоттом Маквеем после того, как песни были представлены их вниманию бермудцем по имени Фрэнк Уотлингтон, который работал на правительство США в Станция SOFAR прослушивает российские подводные лодки с помощью подводных гидрофонов у берегов острова. Пейн выпустил бестселлер Песни горбатого кита в 1970 году, и песни кита были быстро включены в человеческую музыку, в том числе певицей Джуди Коллинз.
. Песни следуют четкой иерархической структуре. состав. Базовые единицы песни (иногда называемые «нотами ») - это одиночные непрерывные выбросы звука, которые длятся до нескольких секунд. Эти звуки различаются по частоте от 20 Гц до 24 кГц (типичный диапазон слышимости человека составляет от 20 Гц до 20 кГц). Единицы могут быть с частотной модуляцией (т. Е. Высота звука может повышаться, понижаться или оставаться неизменной во время ноты) или с амплитудной модуляцией (становиться громче или тише). Однако регулировка полосы пропускания на представлении спектрограммы песни выявляет по существу импульсную природу FM-звуков.
Набор из четырех или шести единиц известен как под- фраза, продолжительностью около десяти секунд (см. Также фраза (музыка) ). Набор из двух подфразировок - это фраза. Кит обычно повторяет одну и ту же фразу снова и снова в течение двух-четырех минут. Это называется темой. Коллекция тем называется песней. Пение кита длится около 30 минут и будет повторяться снова и снова в течение часов или даже дней. Эта иерархия звуков «русская кукла » предполагает синтаксическую структуру, более похожую на человеческую по своей сложности, чем другие формы общения животных, такие как песни птиц, которые имеют только линейную структуру.
Все киты в районе поют практически одну и ту же песню в любой момент времени, и песня постоянно и медленно развивается с течением времени. Например, в течение месяца конкретная единица, которая начиналась как восходящая развертка (возрастающая частота), может медленно сгладиться, чтобы стать постоянной нотой. Другой блок может постоянно становиться громче. Темпы развития песни кита также меняются - в некоторые годы песня может меняться довольно быстро, тогда как в другие годы могут быть записаны небольшие вариации.
Идеализированная схема песни горбатого кита.. Перерисовано из Пэйна, и другие. (1983) 
Горбатый кит, звуковой спектр и графики времени Киты, населяющие одни и те же географические районы (которые могут достигать целых океанских бассейнов), как правило, поют похожие песни, только с небольшими вариациями. Киты из непересекающихся регионов поют совершенно разные песни.
По мере развития песни кажется, что старые образцы не пересматриваются. Анализ пения китов за 19 лет показал, что, хотя общие закономерности в песне можно обнаружить, та же комбинация никогда не повторялась.
Горбатые киты также могут издавать отдельные звуки, которые не являются частью песни, особенно во время ритуалов ухаживания. Наконец, горбатые животные издают третий класс звуков, называемый призывом кормления. Это длинный звук (длительностью от 5 до 10 с) почти постоянной частоты. Горбатые обычно кормятся сообща, собираясь группами, плавая под косяками рыб и все вместе прыгая вертикально сквозь рыбу и вылезая из воды. Перед этими выпадами киты делают крик о кормлении. Точная цель звонка неизвестна.
Некоторые ученые предположили, что песни горбатых китов могут служить эхолокационным целям, но это вызывает разногласия.
Горбатый Было также обнаружено, что киты издают ряд других социальных звуков для общения, таких как «кряхтение», «стоны», «хлопанье», «фырканье» и «лай».
Большинство усатых китов издают звуки примерно на расстоянии 15–20 герц. Однако группа морских биологов во главе с Мэри Энн Дахер из Океанографического института Вудс-Хоул сообщила в статье New Scientist в декабре 2004 г., что они отслеживали Кит в северной части Тихого океана в течение 12 лет «поет» на частоте 52 Гц. Ученые не могут объяснить это резкое отличие от нормы; однако они полагают, что кит - усатый и вряд ли будет новым видом, предполагая, что известные в настоящее время виды могут иметь более широкий голосовой диапазон, чем считалось ранее. В научном сообществе существуют разногласия относительно уникальности вокализации кита и того, является ли он членом гибридного кита, такого как хорошо задокументированные гибриды Синего и Финского китов.
В 2009 году исследователи обнаружили, что Песня blue whale становится все более тональной с 1960-х годов. В то время как шумовое загрязнение увеличило окружающий шум океана более чем на 12 децибел с середины 20 века, исследователь Марк Макдональд указал, что можно было бы ожидать более высоких тонов, если бы киты напрягались, чтобы их услышать.
Было замечено, что косатки издают стереотипные звуки дальнего действия и высокочастотные звуковые сигналы на расстояние от 10 до 16 км (6,2–9,9 миль), а также короткие звуковые сигналы, которые могут передаваться на расстояние от 5 до 9 км (3,1–5,6 миль). Сообщается о ближних криках в периоды общения и отдыха, в то время как дальние чаще сообщаются во время кормления и кормления.
Большинство других китов и дельфинов издают звуки различной степени сложности. Особый интерес представляет Beluga («морская канарейка»), которая производит огромное количество свистов, щелчков и импульсов.
Синие киты перестают издавать пищевые крики D однажды активируется среднечастотный сонар, даже если частотный диапазон сонара (1–8 кГц) намного превышает их звуковой диапазон (25–100 Гц). 
Voyager Golden Records переносит песни китов на внешнее пространство с другими звуками, представляющими планету Земля. Исследователи используют гидрофоны (часто адаптированные из их первоначального военного использования для слежения за подводными лодками), чтобы установить точное местоположение источника шума китов. Их методы также позволяют им определять, как далеко через океан распространяется звук. Исследования доктора Кристофера Кларка из Корнельского университета, проведенные с использованием военных данных, показали, что китовые шумы распространяются на тысячи километров. Эти данные не только предоставляют информацию о песнях, но и позволяют исследователям проследить миграционный путь китов в течение «певческого» (брачного) сезона. Важным открытием является то, что киты в процессе, называемом эффектом Ломбарда, корректируют свою песню, чтобы компенсировать фоновое шумовое загрязнение. Более того, есть свидетельства того, что синие киты перестают издавать пищевые сигналы D после активации среднечастотного сонара, даже несмотря на то, что частотный диапазон сонара (1–8 кГц) намного превышает их диапазон звукоизвлечения (25–100 Гц).
До появления человеческого шума, Кларк говорит, что шумы могли распространяться прямо с одного берега океана на другой, соглашаясь с концепцией тридцатилетней давности, обвиняющей крупномасштабное судоходство. Его исследования показывают, что окружающий шум от лодок удваивается с каждым десятилетием. Это приводит к уменьшению дальности, на которой слышны китовые шумы. Экологи опасаются, что такая деятельность на лодке создает чрезмерный стресс для животных, а также затрудняет поиск помощника.
В последнее десятилетие появилось много эффективных автоматизированных методов, таких как обработка сигналов, методы интеллектуального анализа данных и машинного обучения были разработаны для обнаружения и классификации вокализации китов.
Whaling Captain Wm. Х. Келли был первым человеком, который узнал пение китов таким, каким оно было, находясь на бриге Элиза в Японском море в 1881 году.
Портал китообразных  | Wikimedia Commons имеет медиа, относящиеся к Аудиофайлы Balaenopteridae. |
