تصور می‌شد که کوسه‌ها نمی‌توانند صدا را از دور دریافت کنند، اما کوسه‌های نوک سیاه وحشی در منطقه پالم‌بیچ فلوریدا، در ویدئوی پهپاد از ارتفاع حداقل 200 فوتی از بلندگوی زیر آب دور شدند تا زمانی که صدای 10 کیلوهرتز بالاتر از محدوده شنوایی‌شان واکنشی را برانگیخت.
کوسه‌های وحشی از بلندگوی زیر آب از ارتفاع حداقل 62 متری (حدود 203 فوتی)، بیش از نیمی از طول یک زمین فوتبال، چرخیدند. دورترین واکنش در 74 متر، تقریبا 250 فوت رخ داد.
دانشگاه آتلانتیک فلوریدا (FAU) آن را اولین شواهد کمی می‌داند که نشان می‌دهد کوسه‌های شناگر آزاد به صدای بسیار دور پاسخ می‌دهند و این تحقیق ارزش دانستن را دارد. تیتر او یک قدم فراتر رفت: “کوسه ها می توانند صداها را در فاصله 250 فوتی بشنوند و منبع را پیدا کنند.” نظرسنجی از فاصله پشتیبانی می کند. این هنوز یک سوال باز است که آیا کوسه ها می توانند تعیین کنند که صدا از کجا می آید یا خیر.
کارولین سالیوان، ادموند گرستاین و استفان کاجیورا، کارولین سالیوان، ادموند گرشتاین و استفان کاجیورا، در مطالعه‌ای در زیست‌شناسی ارگانیسمی یکپارچه، از کوسه‌های نوک سیاه وحشی در منطقه پالم‌بیچ فلوریدا با یک هواپیمای بدون سرنشین در حالی که بلندگوی زیر آب صداهای تپش‌آمیزی پخش می‌کرد، فیلم‌برداری کردند. صدای 10 کیلوهرتز، خارج از محدوده‌ای که کوسه‌ها در آن می‌شنوند، اصلاً پاسخ نداد.
این صدا مدت ها پیش کوسه ها را به حرکت درآورده است
دانشمندان ده ها سال است که می دانند صدا کوسه ها را به حرکت در می آورد. در سال 1963، دونالد نلسون و ساموئل گروبر در مجله Science گزارش دادند که صدا می تواند آنها را جذب کند. در صخره‌های میامی، کوسه‌های بزرگ صداهای آرام و تپنده‌ای، عمدتاً در محدوده 20 تا 60 هرتز، تولید می‌کنند که شبیه ماهی‌های جنگنده است. پالس های بالاتر و تن های پایین ثابت کار نمی کند. یک ماهی در حال مبارزه صدا می کند و یک کوسه گرسنه به دنبالش می آید.
خلاصه یک شگفتی دارد. گفته می‌شود که کوسه‌ها “ظاهراً صداها را در میدان دور آکوستیک تشخیص می‌دهند و جهت می‌دهند.” بنابراین این ایده که کوسه ها از راه دور واکنش نشان می دهند، جدید نیست. چیزی که گم شده بود اندازه گیری میزان فاصله بود. خلاصه مقاله FAU همچنان می گوید که کوسه ها “فرض می شود فاقد ظرفیت” برای تشخیص چنین صداهایی در خارج از میدان نزدیک هستند.
با این حال، حجم همه چیز را تغییر می دهد. در مطالعه ای در سال 1978 در تنگه فلوریدا و باهاما، آرتور میربرگ و همکارانش مشاهده کردند که کوسه های ابریشمی به یک منبع صوتی نزدیک می شوند. هنگامی که سطح به ویژه به طور ناگهانی حدود 20 دسی بل افزایش یافت، کوسه ها به سرعت عقب نشینی کردند. پاسخ با آزمایش های مکرر محو شد و ماهی تازه بریده شده آن را در کوسه های کوچک ضعیف کرد.
مطالعه‌ای که در سال بعد روی کوسه‌های لیمویی انجام شد، همانطور که در مقاله FAU توضیح داده شد، نشان داد که خروج حداقل 18 دسی بل بالاتر از پس‌زمینه است. نبض آرام زنگ شام بود. یک انفجار ناگهانی زنگ ماشین بود.
فعال کردن زنگ از عمد
تیم FAU زنگ خطر را انتخاب کرد. آنها 140 دسی بل، معادل یک میکروپاسکال در هر متر، حدود 80 دسی بل بالاتر از ساکت ترین سطوح پس زمینه در سایت منتشر کردند. نویسندگان می گویند که آنها “عمداً یک محرک صوتی بد به کوسه ها ارائه کردند که برای برانگیختن یک واکنش فوری و قوی، بدون توجه به وضعیت انگیزشی طراحی شده بود.”
هر زمستان، پرنده‌های سیاه در مناطق کم‌عمق شهرستان پالم‌بیچ جمع می‌شوند و به راحتی می‌توان آنها را از ارتفاع بالا تشخیص داد. کاجیورا در بیانیه مطبوعاتی FAU گفت: “فراوانی و دسترسی آنها این امکان را برای ما فراهم کرد تا آنها را از بالا مشاهده کنیم بدون اینکه رفتار طبیعی آنها را مختل کنیم.”
این تیم یک قایق را در عمق 2 تا 5 متری آب لنگر انداخت و اجازه داد یک بلندگو در فاصله 13 تا 19 متری پشت آن شناور شود. یک پهپاد 40-50 متری بالا می چرخید. هر بار که صدایی شروع می شود، یک چراغ روی شناور بلندگو روشن می شود، بنابراین ویدیو دقیقاً چه زمانی را نشان می دهد.
هر کوسه‌ای که شنا می‌کرد، روال یکسانی دریافت می‌کرد: پنج ثانیه صدای کنترلی 10 کیلوهرتز، پنج ثانیه سکوت، سپس یکی از سه صدای تپش‌آمیز پایین. یک کوسه تنها زمانی پاسخگو در نظر گرفته می شود که بلافاصله پس از شروع صدا تغییر مسیر دهد. محققان با استفاده از طول قایق 6.73 متری به عنوان خط کش، فاصله کوسه از بلندگو را درست قبل از چرخش اندازه گرفتند.
دور و نزدیک، به زبان ساده
این ایده پشت کل مطالعه است. درست در کنار یک بلندگو بایستید و می توانید احساس کنید که هوا به شما برخورد می کند. از آن طرف اتاق فقط موسیقی می شنوید. در زیر آب، دانشمندان منطقه اول را میدان نزدیک و منطقه دوم را میدان دور می نامند. سه طول موج از منبع خاتمه می یابد.
ماهی هایی با مثانه شنا پر از گاز می توانند صدا را از یک میدان دور دریافت کنند. کوسه ها مثانه شنا ندارند، بنابراین فرض معمول این است که آنها صدا را فقط در میدان نزدیک، نزدیک به منبع درک می کنند. (مقایسه سخنران مال ما است، نه مقاله.)
جایی که میدان نزدیک به پایان می رسد بستگی به ارتفاع دارد. طول موج سرعت صوت در آب است، تقریباً 1500 متر بر ثانیه تقسیم بر فرکانس. برای زمزمه 100 هرتز، این 15 متر است، بنابراین زمین نزدیک 45 متر است، درست کمتر از نیمی از زمین فوتبال (تعداد ما). این کاغذ میدان دور را در 45 متر برای کمترین صدا، 22.5 برای میانه و 11.3 برای بالاترین صدا قرار می دهد.
کوسه ها چه کردند؟
کوسه‌ها در 165 آزمایش از 209 آزمایش، حدود 79 درصد (مجموع ما از تعداد مقاله) پاسخ دادند و هرگز به لحن کنترل در 209 آزمایش پاسخ ندادند.
بیشتر این واکنش ها، 71.5 درصد یا 118 از 165، از میدان های دور بود. چکیده مقاله می گوید 71.6٪ از “همه پاسخ ها (n = 209)”، اما 209 تعداد تست ها است، نه پاسخ ها.
دورترین پاسخ از این سه صدا در 74.0، 66.1، و 61.8 متر بود، بنابراین “حداقل 62 متر”. صداهای پایین تر با صدای کمتری کار می کنند: حدود 16 دسی بل بالاتر از پس زمینه برای کمترین، حدود 45 برای بالاترین.
چیزی که عنوان از دست می دهد
عنوان دو ادعا دارد. مطالعه اولی را با برخی محدودیت‌ها پشتیبانی می‌کند. دومی هنوز باز است.
این مطالعه نشان نداد که کوسه ها این صدا را تشخیص داده اند. نویسندگان دور شدن از بلندگو را به عنوان نشانه ای از این که آنها جهت را حس می کنند خواندند، اما این ویدئو نمی تواند نشان دهد که هیچ یک از کوسه ها چقدر صدا را به خوبی قرار داده اند.
شما نمی توانید ببینید که چگونه او را می شنوند. نویسندگان می نویسند: “در حالت ایده آل، حرکت ذرات نیز اندازه گیری می شود، اما این در شرایط میدانی عملی نبود.” کاجیورا در این انتشار گفت که یافته ها نشان می دهد که کوسه ها حرکت ذرات را از فاصله دور تشخیص می دهند. این همان نشان دادن آن نیست.
پایین ترین صدا ناپایدارترین مدرک است. دورترین واکنش ها را ایجاد کرد اما بزرگترین میدان نزدیک را دارد. بر اساس محاسبات روزنامه، تنها 33.9 درصد از واکنش ها از حوزه دور بوده است، در حالی که این میزان برای دو مورد دیگر 87.2 درصد و 96.6 درصد بوده است. این تقریباً 20، 41 و 57 واکنش (مجموع ما) است. این مقاله اشاره کرد که کمترین صدا مقداری انرژی را به زیر 100 هرتز کاهش می دهد و میدان نزدیک را می کشد، اما استدلال می کند که پاسخ های 400 تا 800 هرتز را نمی توان به این شکل توضیح داد.
74 متر یک رکورد است نه محدودیت. قاب این پهپاد در طولانی ترین حالت خود تنها 75 تا 94 متر بود و کوسه های آن سوی آن بدون فیلم باقی ماندند. بنابراین 74 متر دورترین پاسخ مشاهده شده است، نه حد شنوایی یک کوسه.
همچنین یک نما از یک بخش از ساحل را پوشش می دهد و در مورد اینکه آیا این صدا ممکن است کوسه ها را از شناگران دور کند یا خیر، چیزی نمی گوید. تا سال 1978، کوسه‌های ابریشمی به این صدا عادت کرده بودند و در مطالعه‌ای در سال 2019 در گزارش‌های علمی، کوسه‌های سفید هیچ تغییر قابل توجهی در تماس‌های اورکا نشان ندادند. نویسندگان آن به این نتیجه رسیدند که صدا به تنهایی یک بازدارنده موثر نیست.
چگونه این کار را انجام می دهند؟
پس چگونه یک کوسه بدون مثانه شنا می تواند صدا را از فاصله 60 متری تشخیص دهد؟ نویسندگان به ماکولا neglecta، تکه ای از سلول های مویی حساس در گوش داخلی اشاره می کنند. بستگان نزدیک کوسه های نوک سیاه تعداد بیشتری از این سلول ها را نسبت به سایر کوسه ها دارند، اما هنوز کسی آنها را در کوسه های نوک سیاه شمرده است.
اینم کار بعدی کاجیورا در این انتشار گفت: “سوال بعدی این است که چگونه سیستم حسی آنها به آنها اجازه می دهد تا این صداهای دور را دریافت و تفسیر کنند.”
سالیوان که برای مدرک کارشناسی ارشد خود کار کرده است، گفت که این نوع کار در اقیانوس با کوسه‌های وحشی است. او گفت که در یک تانک، صدا از دیوارها منعکس می شود و “سیگنال های پیچیده و گیج کننده” تولید می کند. او گفت، “مثل بودن در خانه ای از آینه است.”
تا اینجا، کوسه ها نشان داده اند که چقدر فاصله دارد. آنها هنوز نشان نداده اند که چگونه.
