Biyoakustik - Bioacoustics

Sonogramlar arasında ardıç bülbül ( Luscinia Luscinia ) ve Ortak bülbül ( Luscinia megarhynchos kesinlikle sesle bu iki türün ayırt etmek yardım şarkı).

Biyoakustik , biyoloji ve akustiği birleştiren disiplinler arası bir bilimdir . Genellikle hayvanlarda ( insanlar dahil ) ses üretimi, dağılımı ve alımının araştırılmasına atıfta bulunur . Bu, şunları kapsar nörofizyolojik ve anatomik bir ses üretimi ve algılanması ve akustik ilişkisi temelini sinyalleri için orta onlar üzerinden dağıtılır. Bulgular hakkında ipuçları temin evrim akustik mekanizmaların ve bundan bunların kullanıldığı hayvanların evrimi.

İçinde su altı akustik ve akustik balıkçılık terimi, aynı zamanda etkisini ifade etmek için kullanılır bitkilerin genellikle kullanımı ile ilgili olarak, ses yayılır su altı ve hayvanlar sonar için teknoloji biyokütle tahmini. Hayvanlar tarafından kullanılan substrat kaynaklı titreşimlerin incelenmesi, bazıları tarafından biyotremoloji adı verilen ayrı bir alan olarak kabul edilir .

Tarih

İnsanlar uzun zamandır onları tanımak ve bulmak için hayvan seslerini kullandılar. Bilimsel bir disiplin olarak biyoakustik, böcek seslerini sistematik olarak incelemeye başlayan Sloven biyolog Ivan Regen tarafından kurulmuştur . 1925'te bir böcekle düet oynamak için özel bir ölçü aleti kullandı. Daha sonra bir erkek koymak kriket bir hoparlör önünde bir mikrofon ve dişilerde arkasında. Dişiler erkeğe değil, hoparlöre doğru hareket ediyorlardı. Regen'in böceklerin havadaki sesleri de algıladığını fark etmesi dışında alana en önemli katkısı kulak zarının işlevini keşfetmesi oldu .

O sırada mevcut olan nispeten kaba elektro-mekanik cihazlar ( fonograflar gibi ) yalnızca sinyal özelliklerinin kaba değerlendirmesine izin veriyordu. 20. yüzyılın ikinci yarısında elektronikteki gelişmeler ve osiloskoplar ve dijital kayıt cihazları gibi cihazların kullanımıyla daha doğru ölçümler mümkün hale geldi .

Biyoakustikteki en son gelişmeler, hayvanlar ve onların akustik çevreleri arasındaki ilişkiler ve antropojenik gürültünün etkisiyle ilgilidir . Biyoakustik teknikler son zamanlarda bir alanın biyolojik çeşitliliğini tahmin etmek için tahribatsız bir yöntem olarak önerilmiştir .

yöntemler

hidrofon

Dinleme hala biyoakustik araştırmalarda kullanılan ana yöntemlerden biridir. Hayvanlarda seslerin üretilmesinde, algılanmasında ve yorumlanmasında rol oynayan nörofizyolojik süreçler hakkında çok az şey bilinmektedir, bu nedenle hayvan davranışları ve sinyallerin kendileri bu süreçler hakkında bilgi edinmek için kullanılır.

akustik sinyaller

Kambur balinanın çağrılarının spektrogramı (yukarıda) ve osilogramı (aşağıda)

Deneyimli bir gözlemci, "şarkı söyleyen" bir hayvan türünü , yerini ve doğadaki durumunu tanımak için hayvan seslerini kullanabilir . Hayvan seslerinin araştırılması, elektronik kayıt cihazlarıyla sinyal kaydını da içerir. Çok çeşitli sinyal özellikleri ve yaydıkları ortam nedeniyle, normal mikrofon yerine hidrofon (su altı sesleri için), ultrason dedektörleri (çok yüksek frekanslı sesler) veya kızılötesi (çok düşük sesler) gibi özel ekipman gerekebilir. - frekans sesleri) veya bir lazer vibrometre (alt tabaka kaynaklı titreşim sinyalleri). Bilgisayarlar , kaydedilen seslerin saklanması ve analizi için kullanılır. Sinyalleri yoğunluklarına , frekanslarına , sürelerine ve diğer parametrelerine göre tanımlamak ve sıralamak için özel ses düzenleme yazılımı kullanılır .

Doğa tarihi müzeleri ve diğer kurumlar tarafından yönetilen hayvan sesi koleksiyonları, sinyallerin sistematik olarak araştırılması için önemli bir araçtır. Biyoakustik sinyalleri algılamak ve sınıflandırmak için sinyal işleme, veri madenciliği ve makine öğrenme tekniklerini içeren birçok etkili otomatik yöntem geliştirilmiştir.

Hayvanlarda ses üretimi, tespiti ve kullanımı

Biyoakustik alanındaki bilim adamları , şekilleri, kas hareketleri ve ilgili nöronal ağların aktivitesi dahil olmak üzere ses üretimi ve tespiti ile ilgili organların anatomisi ve nörofizyolojisi ile ilgilenmektedir. Özel ilgi alanı, ikincisinde aksiyon potansiyelleri olan sinyallerin kodlanmasıdır .

Ancak nörofizyolojik araştırmalar için kullanılan yöntemler hala oldukça karmaşık olduğundan ve ilgili süreçlerin anlaşılması eksik olduğundan, daha önemsiz yöntemler de kullanılmaktadır. Akustik sinyallere davranışsal tepkilerin gözlemlenmesi özellikle yararlıdır. Böyle bir yanıt, fonotaksistir - sinyal kaynağına doğru yönlü hareket. Kontrollü bir ortamda iyi tanımlanmış sinyallere tepkiyi gözlemleyerek, sinyal işlevi, işitme cihazının hassasiyeti , gürültü filtreleme yeteneği vb. hakkında fikir sahibi olabiliriz .

biyokütle tahmini

Ana madde: Hidroakustik

Biyokütle tahmini, sonar teknolojisini kullanarak balıkları ve diğer deniz organizmalarını tespit etme ve ölçme yöntemidir . Ses darbesi suda ilerlerken, balık gibi çevreleyen ortamdan farklı yoğunlukta olan ve sesi ses kaynağına doğru yansıtan nesnelerle karşılaşır. Bu yankılar balığın boyutu, konumu ve bolluğu hakkında bilgi verir . Bilimsel yankı iskandilinin donanım işlevinin temel bileşenleri , sesi iletmek, almak, filtrelemek ve yükseltmek, yankıları kaydetmek ve analiz etmektir. Piyasada bulunan birçok "balık bulucu" üreticisi olmasına rağmen, nicel analiz, ölçümlerin , yüksek sinyal-gürültü oranlarına sahip, kalibre edilmiş iskandil ekipmanı ile yapılmasını gerektirir .

Hayvan sesleri

Bergische Crower ötme
Avrupa sığırcık şarkı

Biyoakustik kapsamına giren hayvanlar tarafından kullanılan sesler, çok çeşitli frekansları ve ortamları içerir ve genellikle kelimenin dar anlamıyla " ses " değildir (yani havada yayılan ve insan kulağı tarafından algılanabilen sıkıştırma dalgaları ) . Örneğin, Katydid cırcır böcekleri , ultrason aralığının çok ötesinde, 100 kHz'den daha yüksek frekanslara sahip seslerle iletişim kurar . Daha düşük, ancak yine de ultrasonda, yarasalar tarafından ekolokasyon için kullanılan seslerdir . Parçalı bir deniz solucanı Leocratides kimuraorum , 157 dB'de okyanustaki en yüksek patlama seslerinden birini üretir, 1-100 kHz frekansları, karideslere benzer şekilde . Frekans spektrumunun diğer tarafında, genellikle işitme organları tarafından algılanmayan , ancak diğer daha az özelleşmiş duyu organları ile algılanan düşük frekanslı titreşimler vardır . Örnekler , başlıca frekans bileşeni yaklaşık 15 Hz olan filler tarafından üretilen yer titreşimlerini ve çoğu böcek takımı tarafından kullanılan düşük ila orta frekanslı alt tabaka kaynaklı titreşimleri içerir . Bununla birlikte, birçok hayvan sesi, insan kulağı tarafından algılanabilen 20 ila 20.000 Hz arasındaki frekans aralığına girer. Ses üretimi ve tespiti için mekanizmalar, sinyallerin kendileri kadar çeşitlidir.

Bitki sesleri

2013 ve 2016 yılları arasında yayınlanan bir dizi bilimsel dergi makalesinde , Batı Avustralya Üniversitesi'nden Dr Monica Gagliano , bilimi bitki biyoakustiği içerecek şekilde genişletti .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar