Морфология и некоторые слуховые механизмы наружных ушей дельфина афалина (Tursiops truncatus) и человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Установлено, что роль наружных слуховых проходов у дельфина играют соответствующие подбородочные каналы, мандибулярные каналы и мягкие ткани, заполняющие каналы. Показано, что слуховые проходы дельфина максимально вынесены на острие рострума навстречу отраженным от подводных объектов эхо и звукам, в отличие от слуховых проходов человека, расположенных по бокам головы. У дельфина механизмы формирования уникальных признаков локализации эхо и звука в пространстве обусловлены асимметрией морфологических структур левого и правого наружного уха, их волновыми размерами, а также количеством слуховых проходов, их положением и архитектурой. Однако у человека эти механизмы обусловлены симметрией расположения слуховых проходов и ушных раковин на левой и правой половине головы и расстоянием между ними. У дельфина наружные уши адаптированы для утилизации деструктивной интерференции когерентных эхо от мешающих объектов с целью повышения отношения полезное эхо/мешающее отражение. В целом слух дельфина как часть его эхолокационной системы, и слух человека, обуславливают принципиальные различия морфологии и слуховых механизмов уже на уровне их наружных ушей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Рябов

ФИЦ “Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН”

Автор, ответственный за переписку.
Email: ryabofff@inbox.ru

Каpадагcкая научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН

Россия, 298188, Феодосия, п. Курортное, ул. Науки 24

Список литературы

  1. Ketten D.R. Functional analyses of whale ears: Adaptations for underwater hearing // I.E.E.E. Proc. in Underwater Acoustics. 1994. V. 1. P. 264–270.
  2. Norris K.S. The evolution of acoustic mechanisms in odontocete cetaceans // Evolution and Environment / Ed. Drake E. New Haven: Yale Univ. Press., 1968. P. 297–324.
  3. Brill R.L. Moor P.W.B., Dankiewicz L.A. Assesment of dolphin (Tursiops truncatus) auditory sensitivity and hearing loss using jawphones // J. Acoust. Soc. Amer. 2001. V. 109. P. 1717–1722.
  4. Popov V.V., Supin A. Ya., Klishin V.O., et al. Evidence for double acoustic windows in the dolphin, Tursiops truncatus // J. Acoust. Soc. Amer. 2008. V. 123(1). P. 552–560.
  5. Cranford T.W., Krysl P., Hildebrand J.A. Acoustic pathways revealed: simulated sound transmission and reception in Cuvier’s beaked whale (Ziphius cavirostris) // Bioinsp. Biomim. 2008. 3. 016001. 10 pp. https://doi.org/10.1088/1748-3182/3/1/016001
  6. Ryabov V.A. Mechanisms of Sound Reception and Conduction in the Dolphin // Biophysics. 2014. 59(3). P. 475–483.
  7. Ryabov V.A. The effect of acoustic shielding of the region of a dolphin’s mental foramina on its hearing sensitivity // St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2016. V. 2. P. 240–246. https://doi.org/10.1016/j.spjpm.2016.08.003
  8. Романенко Е.В. Акустика дельфинов и рыб (обзор) // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 1. С. 82–92.
  9. Au W.W.L., Moore P.W.B. Dolphin beam patterns // J. Acoust. Soc. Am. 1984. V. 75: 257–261.
  10. Renaud D.L., Popper A.N. Sound localization by the bottlenose porpoise Tursiops truncates // J. exp. Biol. 1975. V. 63. P. 569–585.
  11. Ryabov V.A. Lower jaw – peripheric part of the dolphin echolocation hearing // Collection of scientific papers after the third Int. Conf. MARINE MAMMALS OF THE HOLARCTIC, October 11–17, 2004, Koktebel, Crimea. Moscow, 2004. P. 483–489.
  12. Рябов В.А. Роль асимметрии левого и правого наружного уха дельфина афалина (Tursiops truncatus) в пространственной локализации звука // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 1. С. 101–114.
  13. Ryabov V.A. Role of the mental foramens in dolphin hearing // Natural Science. 2010. V. 2. No 6. P. 646–653. doi: 10.4236/ns.2010.26081, http://www.scirp.org/journal/NS/
  14. Ryabov V.A. A dolphin lower jaw is hydro acoustic antenna of the traveling wave // Abstracts of 146 meeting of ASA. J. Acoust. Soc. Amer. 1144. 2003. P. 2414–2415.
  15. Varanasi U., Malins D.C. Unique lipids of the porpoise (Tursiops gilli): differences in triacyclglycerols and wax esters of acoustic (mandibular and melon) and blubber tissues // Biochimica et Biophysica Acta. 1971. V. 231. P. 415–418.
  16. Ryabov V.A. Acoustic Clutter Field and Echo Reception by the Dolphin // ISSN0006–3509. Biophysics. 2008. V. 53. No 3. P. 237–242. http://dx.doi.org/10.1134/S0006350908030123
  17. Johansen P.A. Measurement of the human ear canal // Acustica. 1975. V. 33. N 5. P. 349–351.
  18. Скучик Е. Основы акустики. М. Мир, 1976. Т. 1. 520 с.
  19. Слуховая система / Ред. Альтман Я.А. Л.: Наука, 1990. 620 с. (Основы современной физиологии.)
  20. Ryabov V.A. Acoustic Signals and Echolocation System of the Dolphin // Biophysics. 2014. 59(1). P. 135–147.
  21. Moore P.W.B., Pavlosky D.A., Dankiewicz L. Interaural Time and Intensity Difference Thresholds in the Bottlenose Dolphin (Tursiops truncatus) // Sensory Systems of Aquatic Mammals / Eds. Kastelein R.A., Thomas J.A., Nachtigall P.E. DeSpil Publishers, Woerden, the Netherlands, 1995.
  22. Zaslavsky G.L., Ryabov V.A. Discrimination of targets by dolphin (Tursiops truncatus) in the presence of interfering cylinders // Marine mammal sensory Systems. N.Y. Plenum Press. 1992. P. 433–437.
  23. Wei1 C., Houser D., Erbe C., Mátrai E., Ketten D. and Finneran J.J. Does rotation increase the acoustic field of view? Comparative models based on CT data of a live dolphin versus a dead dolphin // Bioinspir. Biomim. 2023. 18 (3). 035006. https://doi.org/10.1088/1748-3190/acc43d
  24. Norberg R.A. Occurrence and independent evolution of bilateral ear asymmetry in owls and implications on owl taxonomy // Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. Ser. B. 1977. V. 280. P. 375–408.
  25. Knudsen E.I., Konishi M. Mechanisms of sound localization in the barn owl (Tyto alba) // J. Comp. Physiol. A. 1979. V. 133. P. 13–21.
  26. Konishi M. Neuroethology of sound localization in the owl // J. Comp. Physiol. 1993. V 173. P. 3–7.
  27. Gorlinsky I.A., Konstantinov A.I. Auditory localization of ultrasonic source by Rhinolophus ferrum-equinum // Proc. of the forth Int. Bat Res. Conf. Nairobi. 1978. P. 145–153.
  28. von Hornbostel E.M., Wertheimer M. Über die Wahrnehmung der Schallrichtung (нем.) // Sitzungsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Berlin: Akademie der Wissenschaften, 1920. Bd. 20. S. 388–396.
  29. Howard I.P., Templeton W.B. Human Spatial Orientation. Oxford: John Wiley & Sons, 1966.
  30. Mills A.W. On the minimum audible angle // J. Acoust. Soc. Am. 1958. V. 49(2). P. 467–477.
  31. Mills A.W. Auditory localization // Foundation of Modern Auditory Theory. V. II / Ed. Tobias J.V. New York: Academic Press, 1972. P. 303–348.
  32. Nordland B. Phisical factors in angular localization // Acta Otolaringol. 1962. V. 54. P. 75.
  33. Branstetter B.K., Mevissen S.J., Herman L.M. et al. Horizontal angular discrimination by an echolocating bottlenose dolphin Tursiops truncates // Bioacoustics. 2003. № 14. P. 15–34.
  34. Gardner M.B. Some monaural and binaural factors of median plane localization // J. Acoust. Soc. Am. 1973. V. 54. N 6. P. 1489–1495.
  35. Butler R.A. The influence of the external and middle ear on auditory discrimination // Handbook of sensory physiology. Berlin: Springer-Verlag, 1975. V. 5(2). P. 247–260.
  36. Miller G.S. The telescoping of the cetacean skull // Smithsonian Misc Coll. 1923. V. 76. P. 1–67.
  37. Белькович В.М., Дубровский Н.А. Сенсорные основы ориентации китообразных. Л.: Наука, 1976. 204 с.
  38. Blauert J. Spatial hearing: the psychophysics of human sound localization. MA: MIT Press, Cambridge, 1997. 494 p.
  39. Sandel T.T., Teas D.C., Feddersen W.E., Jefferes L.A. Localization of Sound from Single and Paired Sources// J. Acoust. Soc. Am. 1955. V. 27. P. 842–852. https://doi.org/10.1121/1.1908052
  40. Zaslavski G.L. Differences between the auditory system of humans and bottlenose dolphins. Razreda sazu XLVII-3, Ljubljana, 2006, Slovenia, pp 51–74.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Череп и нижняя челюсть дельфина афалина (Tursiops truncatus), вентральный вид. Слева расположение ПК и МК левого (Л) и правого (П) наружного уха (показан разрез правой половины нижней челюсти от симфиза до сустава, и разрез ее левой половины в области симфиза). Справа разрез в области симфиза, ПК и МК, увеличено. МТ – мягкие ткани и жировое тело, заполняющее ПК и МК, – прикрепляются к латеральной стенке ТП. ТП – левый и правый тимпанопериотический комплекс (среднее и внутреннее ухо). Х – продольная ось.

Скачать (328KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Череп дельфина, латеральный вид, левая сторона. АБВ – антенна бегущей волны (ряд ПК1-ПК3, рис. 1.) СП1–СП3 – наружные слуховые проходы. Профиль СП1 – сплошная линия (профиль ПК1 и МК). Устье акустического рупора – каудальный раскрыв медиальной стенки кости нижней челюсти (штриховая линия). Акустически непрозрачный экран-рефлектор – наружная заднелатеральная стенка кости нижней челюсти. ТП – тимпанопериотический комплекс. О – продольная ось головы животного.

Скачать (53KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Нижняя и верхняя челюсть (рострум) дельфина афалина (Tursiops truncatus), рострально-вентрально-латеральный вид. Показано расположение видимых для данного ракурса СП вдоль правой (П) и левой (Л) половины нижней челюсти. Области черепа, удаленные более чем на 27 см от кончика рострума, показаны менее контрастно.

Скачать (24KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024