Jak delfiny się komunikują?

UWAGA: Ten artykuł pierwotnie pojawił się jako odcinek The Dolphin Pod. Możesz posłuchać wersji audio poniżej:

Zanim omówimy wiele sposobów, na jakie delfiny się komunikują, ważne jest, aby najpierw wyjaśnić, czym dokładnie jest komunikacja. Mówiąc najprościej, komunikacja to przekazywanie informacji. Jest to szeroka definicja, która obejmuje wszystkie sposoby, w jakie słowo „komunikacja” jest używane, nie tylko w odniesieniu do organizmów żywych. Nowoczesna technologia oparta jest na protokołach komunikacyjnych, które pozwalają drukarkom komunikować się z komputerami, przeglądarkom internetowym komunikować się z serwerami internetowymi, systemom GPS komunikować się z satelitami itd. Każdy z tych systemów opiera się na zorganizowanym protokole komunikacyjnym, który pozwala tym urządzeniom komputerowym odbierać i rozumieć instrukcje.

Zwierzęta również polegają na zorganizowanych systemach komunikacyjnych, aby pomóc w przekazywaniu informacji. W rzeczywistości, zdolność do przekazywania informacji jest wszechobecna w królestwie zwierząt: całe życie na tej planecie jest w stanie komunikować się, zarówno z innymi osobnikami tego samego gatunku, jak i z osobnikami różnych gatunków. Metody używane do komunikacji są różnorodne i skomplikowane, i nie ograniczają się do wokalizacji. Na przykład mrówki dzielą się dużą ilością informacji z innymi członkami kolonii za pomocą szlaków chemicznych i feromonów. Pszczoły są znane z przekazywania skomplikowanych informacji o położeniu kwiatów poprzez angażowanie się w skomplikowany „taniec”, który pozwala innym pszczołom poznać odległość i kierunek, w którym znajdują się smaczne, bogate w nektar kwiaty. (Bee Audio)

Taniec pszczół:

Ale o komunikacji nie zawsze trzeba myśleć w tych skomplikowanych kategoriach – czasami wiadomości są znacznie prostsze. Na przykład duży byk łosia ma ogromne poroże, które przekazuje stosunkowo prosty komunikat: Jestem duży i silny – nie zadzieraj ze mną! Przekazywanie tego rodzaju prostych komunikatów nie ogranicza się jednak do królestwa zwierząt. Kwiaty również komunikują się ze sobą – wiele gatunków kwiatów demonstruje tę zdolność, gdy wykonamy specjalne zdjęcie przy użyciu sprzętu do fotografii ultrafioletowej. To, co może wyglądać jak piękny jednobarwny żółty pierwiosnek lub mniszek lekarski gołym okiem wygląda zupełnie inaczej, gdy oglądamy go w warunkach oświetlenia ultrafioletowego: skomplikowane wzory i paski prowadzą do środka kwiatu, gdzie znajduje się pyłek. Wzory te powstały specjalnie po to, aby przyciągnąć uwagę zwierząt widzących światło ultrafioletowe – przede wszystkim pszczół. (Bee Audio) W rzeczywistości, duża część struktury kwiatu jest zaprojektowana tak, aby przekazywać informacje owadom. (Bee Audio) OK, dość o pszczołach!

Kwiat sfotografowany w świetle ultrafioletowym:

Złożone organizmy wielokomórkowe, takie jak pszczoły (Bee Audio) hej!, kwiaty i ludzie polegają na systemach komunikacji na poziomie komórkowym, aby funkcjonować prawidłowo. Komunikacja zachodzi pomiędzy twoim mózgiem a mięśniami poprzez maleńkie prądy elektryczne płynące przez nerwy. Komórki w twoim ciele przekazują informacje innym komórkom poprzez uwalnianie i odbieranie różnych białek, a awaria w tych kanałach komunikacyjnych prowadzi do niszczących problemów, takich jak rak i cukrzyca.

W rzeczywistości zdolność do komunikowania się jest tak powszechna dla istot żywych, że naukowcy są przekonani, że jeśli obce życie istnieje, ono również będzie miało zdolność do komunikowania się. Co więcej, naukowcy uważają, że inteligentne życie, jeśli w ogóle istnieje we wszechświecie, prawdopodobnie rozwinęło zdolności masowej komunikacji podobne do ludzkich, prawdopodobnie z wykorzystaniem fal radiowych. Rządy światowe są tak pewne tej idei, że sfinansowały wielomilionowy projekt SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence), który przez ostatnie kilka dekad spędzał 24 godziny na dobę wsłuchując się w szum tła kosmicznego za pomocą gigantycznych radioteleskopów w nadziei na usłyszenie czegoś, co przypominałoby sygnał komunikacyjny od obcych form życia. (Szum Sci-Fi) Jak dotąd, to wszystko co usłyszeli. (Static)

Carl Sagan wyjaśnia SETI:

Język

Czym więc jest język? W poprzednim odcinku The Dolphin Pod omówiliśmy różnicę między językiem a komunikacją, więc nie będę się tutaj zagłębiał w szczegóły. W skrócie, język ludzki jest systemem łączenia małych znaczących elementów w większe elementy, tworząc fonemy, słowa i zdania, które pozwalają ludziom przekazywać nieskończenie złożone ilości informacji. Po wielu latach badań naukowcy uważają, że niektóre zwierzęta mogą posiadać niewielkie części tego systemu w swoich systemach komunikacyjnych, które pozwalają im na generowanie pewnych podstawowych form komunikacji podobnej do ludzkiego języka, ale prawie wszyscy zgadzają się, że tylko ludzie są w stanie nauczyć się i używać języka w tak skomplikowanym stopniu, jaki znamy jako „język”. Pomysł, że możemy plop urządzenie tłumaczące na delfina i włączyć ich gwizdy w coś podobnego do ludzkiego języka – jak Darwin delfin z Sea Quest – jest science fiction (Darwin Audio)

Komunikacja zwierząt

Zamiast ludzkiego języka, zwierzęta posiadają własne systemy komunikacyjne, które pozwalają im na przekazywanie informacji. Naukowcy często definiują komunikację zwierząt w następujący sposób: Bradbury & Vehrencamp (1998) przedstawił taką definicję: „komunikacja obejmuje dostarczanie informacji (poprzez sygnał) przez nadawcę do odbiorcy, a następnie wykorzystanie tej informacji przez odbiorcę w podejmowaniu decyzji, jak lub czy odpowiedzieć. Jak już wspomnieliśmy, sygnały te występują w wielu formach: poroże łosia sygnalizuje, że jest on duży i niebezpieczny, zmieniając zachowanie mniejszych łosi – być może zniechęcając je do podjęcia walki. Pszczoły wysyłają sygnały, które informują inne pszczoły, gdzie znajdują się klomby, co wpływa na ich zachowanie, zachęcając je do przylotu i przyjrzenia się im. Sygnały te są przekazywane różnymi kanałami: na przykład sygnały wizualne, sygnały dźwiękowe, sygnały chemiczne itd. Naukowcy czasami nazywają te „tryby” komunikacji.

Delfiny produkują ogromną liczbę sygnałów w różnych trybach, które omówimy tutaj. Różne kanały lub tryby obejmują: sygnały wokalne, niegłosowe sygnały dźwiękowe, sygnały wizualne i sygnały dotykowe. Jest mało prawdopodobne, że delfiny przekazują sygnały węchowe – są to sygnały, które angażują zmysł węchu. Zmysł węchu delfinów jest prawdopodobnie bardzo ograniczony lub całkowicie zanikł, a ich zdolność do odczuwania zapachów pod wodą prawdopodobnie nie istnieje. (Listen, Do you smell something ) Istnieje możliwość, że mogą one w pewnym stopniu wykorzystywać smak – na przykład delfiny mogą uwalniać do wody substancje chemiczne (np. z odchodów), które przekazują informacje o poziomie pobudzenia lub statusie reprodukcyjnym. Ale naukowcy nie są zbyt pewni, czy tak jest.

Komunikacja delfinów – wskazówki głosowe

Zacznijmy więc od omówienia najbardziej oczywistej formy komunikacji, jakiej używają delfiny: sygnałów głosowych. Delfiny produkują dwa rodzaje sygnałów wokalnych: czyste tony i dźwięki pulsujące. Czyste tony mogą przybierać formę gwizdów (Whistle), ćwierkania (Chirp), krzyków (Wilhelm Scream) przepraszam – krzyków (Scream) i innych ciągłych dźwięków, które prawdopodobnie są Ci znane.
Naukowcy odnoszą się do nich jako do „często modulowanych dźwięków”, co oznacza, że wysokość dźwięku zmienia się w czasie – rośnie i spada.

Naukowcy pochylili się nad tym, że delfiny są niesamowitymi mimikami wokalnymi – zdolnymi do odtworzenia struktur gwizdka stworzonego przez człowieka z precyzyjną dokładnością. Delfiny wydają gwizdy podczas sytuacji społecznych, kiedy są oddzielone od przyjaciół, kiedy są podekscytowane, kiedy są szczęśliwe i kiedy wpadają w panikę. Różne gwizdy są wydawane w różnych sytuacjach, a naukowcy od pewnego czasu próbują skatalogować i skategoryzować gwizdy z badanych populacji. Jest to niezwykle skomplikowany proces i wiele napisano o tym, jak różne gatunki rozwijają i wykorzystują komunikację gwizdową. Naukowcy odkryli, że grupy rodzinne wydają się niezawodnie wytwarzać odrębne kategorie gwizdów i innych sygnałów, które są stabilne w czasie i które wydają się być nauczane przez nowych członków grupy. Te połączenia są tak różne, że naukowcy są w stanie odróżnić różne grupy rodzinne tylko przez słuchanie ich połączeń.
Tutaj jest przykład Orca Call Type N47 używany prawie wyłącznie przez matryline A30. (Orca Calls Here)

Naukowcy badający delfiny butlonose zaproponowali pomysł, że każdy indywidualny delfin produkuje swój własny „signature whistle” – stabilną, unikalną strukturę gwizdu, którą delfin rozwija w ciągu pierwszego roku swojego życia. Delfiny wydają się być w stanie produkować swój własny charakterystyczny gwizd dość wiarygodnie, ale także charakterystyczny gwizd swoich przyjaciół. Odizolowane lub zagubione delfiny wydają się gorączkowo produkować gwizdki, najwyraźniej wzywając swoich przyjaciół. Niektórzy naukowcy uważają, że gwizdki mogą nie być tak stabilne – zmieniają się z czasem w ciągu całego życia delfina. A może być tak, jak w przypadku orki, że te charakterystyczne gwizdy są po prostu odmianami wspólnych gwizdów w obrębie grupy. Niezależnie od szczegółów, jasne jest, że gwizdy stanowią ważną podstawę komunikacji akustycznej między osobnikami. Należy jednak zaznaczyć, że istnieje wiele gatunków delfinów, które w rzeczywistości nie wydają żadnych gwizdów. Uważa się, że te gatunki komunikują się wokalnie używając jedynie dźwięków pulsujących

W przeciwieństwie do gwizdów, dźwięki pulsujące są krótkimi dźwiękami (zwanymi kliknięciami), które występują w szybkim następstwie w regularnych odstępach czasu. Seria kliknięć razem nazywana jest „pociągiem kliknięć”. Zazwyczaj naukowcy klasyfikują je jako kliknięcia echolokacyjne lub „impulsy burstowe”. Kliknięcia echolokacyjne są używane do celów sonarowych (sprawdź nasz odcinek o echolokacji, aby uzyskać więcej informacji), i generalnie delfin wykonuje kliknięcie, a następnie czeka na powrót echa z tego kliknięcia przed wykonaniem kolejnego kliknięcia. Echolokacja nie jest formą komunikacji, ale raczej metodą „widzenia” świata poprzez dźwięk. Słuchając informacji powracających w echach kliknięć, delfiny mogą uzyskać mentalny obraz obiektów w swoim środowisku.

Impulsy impulsowe występują, gdy delfiny wydają kliknięcia tak szybko, że nie wierzy się, że są w stanie uzyskać jakiekolwiek informacje sonarowe z powracających ech kliknięć. Kliknięcia mogą być zwolnione tak wysokie, jak 200 na sekundę i nadal prawdopodobnie przynieść informacje dla echolokacji – ale kliknięcia zwolnione powyżej tego tempa, a rozszerzając się tak szybko, jak 2000 kliknięć na sekundę – są uważane za sygnały komunikacyjne, a nie sygnały echolokacyjne. Delfiny wielu gatunków wydają impulsy burst, kiedy są podekscytowane lub zdenerwowane, i uważa się, że impulsy burst przekazują informacje o stanie emocjonalnym delfina. Niektórzy naukowcy odkryli bardzo specyficzny sygnał burst wytwarzany przez delfiny butlonose, który wydaje się być sygnałem „zabawy” – wskazując innym delfinom, że „nadszedł czas na zabawę, więc tak naprawdę nie jestem agresywny”. Impulsy wybuchowe mogą być bardzo głośne i delfiny mogą ich używać podczas agresywnych spotkań – prawdopodobnie w celu zranienia „uszu” innych delfinów. Dźwięki typu burst pulse są często obserwowane w sytuacjach społecznych, kiedy samce strzegą samic delfinów, gdzie burst pulse są kierowane w okolice genitaliów uciekających samic. Zaobserwowano je również, gdy matka emituje głośne impulsy w kierunku źle zachowującego się cielęcia. Różne rodzaje impulsowych dźwięków używanych podczas agresywnych spotkań otrzymały nazwy takie jak „kwik” i „szczek” – te ciągi kliknięć są często wydawane tak szybko, że dla ludzkiego ucha brzmią jak ciągły dźwięk, ale w rzeczywistości są to serie ciasno upakowanych kliknięć. Naukowcy dopiero teraz dowiadują się o tym, jak delfiny wykorzystują impulsy wybuchowe w sytuacjach społecznych.

Jednym z interesujących dźwięków, który omawialiśmy w poprzednich odcinkach Pod delfinem, jest dźwięk pop-creak, który został nagrany przez delfiny indo-pacyficzne wokół wyspy Mikura w Japonii. Brzmi on jak pop, po którym następuje to, co można opisać jako odbijającą się piłeczkę ping-pongową, i jest często słyszany podczas agresywnych spotkań pościgowych. Niektórzy naukowcy opisali podobne dźwięki pop również dla innych gatunków – oto przykład.

Non Vocal Acoustic Cues

Delfiny wytwarzają również szereg dźwięków niegłosowych, które wykorzystują do komunikacji. Dźwięk niegłosowy w tym sensie oznacza każdy dźwięk, który nie jest produkowany przy użyciu organów w obszarze głosowym delfina (np. worki powietrzne, krtań, itp.), które jednak produkują dźwięk. Dla człowieka krzyk jest dźwiękiem wokalnym, podczas gdy klaskanie w dłonie jest dźwiękiem niegłosowym. Oto lista niegłosowych dźwięków, których wiele gatunków delfinów używa regularnie:

Uderzenia ogonem (lub lob tailing): delfiny często uderzają ogonem (flukes) o powierzchnię wody, wytwarzając bardzo głośny, dudniący dźwięk, który może przenosić się na duże odległości w wodzie. Często uderzenie ogonem jest oznaką agresji, ale nie zawsze musi tak być. Klepnięcie ogonem może oznaczać wiele rzeczy w wielu sytuacjach – na przykład sygnał, że czas opuścić dany obszar. Może to być po prostu sposób na zwrócenie na siebie uwagi przyjaciół, którzy znajdują się w pewnej odległości. Niektóre delfiny i wieloryby uderzają ogonem również jako sposób polowania na ryby – ogłuszając je potężnym uderzeniem. To oczywiście nie jest komunikacja.
Plaskanie płetwami: podobnie jak z ogonami, delfiny uderzają płetwami (to jest płetwami piersiowymi), aby wydać dźwięk. Mogą uderzać płetwami o powierzchnię wody, lub o własne ciało (np. brzuch). To prawdopodobnie wywołuje efekt podobny do uderzenia ogonem.

Tail Slap:

Jaw claps and jaw pops: delfiny mogą wytwarzać niezwykle głośne dźwięki poprzez szybkie zaciskanie szczęk. Zachowanie to powoduje uderzenia ich zębów, wytwarzając sygnał akustyczny, który przenosi się na duże odległości. Klaskanie szczęk jest powszechnie uważane za sygnał agresywny, używany jako groźba. Ale szczękościsk występuje również podczas zabawy – różnica między prawdziwą agresją a agresją w zabawie jest często bardzo subtelna, tak jak w przypadku ludzi.

Klaskanie szczęk:

Wydech: delfiny wydychają gwałtownie powietrze i często można usłyszeć dźwięk wydychającego delfina, jeśli znajdziesz się w pobliżu, gdy wynurza się na powierzchnię. Delfiny mogą również wydychać szybko przez ich otwór wydmuchowy jako sygnał komunikacyjny, produkując głośny dźwięk zwany „chuff” – chuff jest inny sygnał uważany za oznaczający agresję.

Breaches: Wiele gatunków waleni angażuje się w zachowania breachingowe, które obejmują część ciała lub całe ciało opuszczające wodę przed rozbiciem się z powrotem na powierzchni. Niektóre z nich wydają głośne dźwięki (czasami nazywane dźwiękami perkusyjnymi) o wielu niskich częstotliwościach, które przemieszczają się na duże odległości. Breaching może występować z różnych powodów – być może jest to metoda usuwania remoras lub innych pasożytów, ale bardziej niż prawdopodobne jest to sygnał komunikacyjny. Lęgi mogą wytwarzać dźwięki, które przekazują informacje o stanach emocjonalnych lub motywacjach, lub też wytwarzany dźwięk może informować dalekich przyjaciół o pozycji delfina i kierunku, w którym się porusza. Wylegiwanie się może pomagać delfinom w gromadzeniu zdobyczy podczas polowań. Delfiny wirujące wykonują dramatyczne skoki wirowe, które również wydają głośne dźwięki podczas ponownego wejścia – biorąc pod uwagę, że wiele z tych skoków jest wykonywanych w nocy, mogą to być skoki, których głównym celem jest generowanie hałasu. Naukowcy dopiero zaczynają klasyfikować subtelne różnice między typami zachowań i zaczynają rozumieć, jak małe zmiany w strukturze wyrwy mogą w rzeczywistości przekazywać bardzo różne informacje w różnych sytuacjach.

Wieloryb garbaty:

Bąbelki: delfiny często wydmuchują strumienie bąbelków i chmury bąbelków w różnych sytuacjach społecznych, i chociaż są to głównie sygnały wizualne, produkcja dużej chmury bąbelków również wytwarza charakterystyczny hałas, który może być prawdopodobnie słyszalny na krótkich dystansach.

Wskazówki wizualne

Ale ludzie mają tendencję do myślenia o komunikacji za pomocą dźwięku (częściowo dzięki naszej zależności od języka), wiele komunikacji odbywa się w modalności wizualnej – zarówno dla ludzi, jak i dla delfinów. Wskazówki wizualne obejmują wszystko, od gestów, przez ruchy, po kolorystykę. Przyjrzyjmy się niektórym sygnałom wizualnym używanym przez delfiny:

Ubarwienie ciała, plamki i paski: wiele gatunków delfinów wykształciło skomplikowane oznaczenia ciała, które przekazują informacje. Na przykład u atlantyckich delfinów plamistych plamy pojawiają się powoli wraz z wiekiem, a dorosłe delfiny pokryte są cętkowanym wzorem plam – to szybko przekazuje informacje o wieku delfina. Wiele wzorów kolorystycznych – takich jak kontr-shading i charakterystyczne czarno-białe oznaczenia orków – jest prawdopodobnie wykorzystywanych do kamuflażu lub jako pomoc podczas polowania na ofiary. Jednak niektóre z tych oznaczeń pomagają również gatunkom szybko odróżnić zwierzęta należące do tego samego lub innego gatunku. Niektóre gatunki delfinów, jak delfin Risso’a, gromadzą blizny i ślady ugryzień po całym życiu walki z innymi zwierzętami, a ilość widocznych blizn może wskazywać innym, że zwierzę jest albo weteranem walk, albo jest nisko na totemie.

Dymorfizm płciowy: dla wielu gatunków delfinów, istnieje oczywista różnica między samcami i samicami tego samego gatunku. Ogólnie rzecz biorąc dla większości gatunków, samce są większe i bardziej zwaliste, chociaż specyficzne części ciała dla gatunków często różnią się między samcami i samicami, na przykład dłuższe rostrum, ciemniejsze kolory, itp. Czasami sygnały te ewoluują jako środek konkurencji między samcami – większe samce są większe, ponieważ muszą odeprzeć konkurencję ze strony innych samców. Samce amazońskich delfinów rzecznych gromadzą na całym ciele blizny, które zmieniają ich skórę na jasnoróżową, co ułatwia odróżnienie samców od samic. Samce narwali mają zazwyczaj pojedynczy długi kłąb – w przeciwieństwie do samic, u których kły pojawiają się rzadko. Może to być sygnał dla innych samców o wielkości i sile osobnika, który ma największy, najbardziej męski kłów. U morświna samica jest w rzeczywistości większa od samca – ale u wieloryba spermy samce są aż trzykrotnie większe od samic. Te różnice między płciami sygnalizują istotne informacje, które poszczególne osobniki wykorzystują do określenia sposobu podejścia do sytuacji społecznych.

Postawy: oprócz statycznych sygnałów wizualnych, takich jak ubarwienie i wielkość ciała, delfiny wytwarzają szereg sygnałów wizualnych. Mogą one sygnalizować innym delfinom postawę ciała – na przykład, formując swoje ciało w kształt litery S, przekazują złość lub agresję. Niektórzy naukowcy spekulują, że ta postawa S jest w rzeczywistości imitacją postawy w kształcie litery S przyjmowanej przez rekiny – coś, co również przekazuje agresję u rekinów. Tak więc w istocie delfiny mogą udawać rozgniewanego rekina. Podczas agresywnych spotkań delfiny również wywijają płetwami grzbietowymi, starając się wyglądać na większe i otwierają szczęki – sygnał zagrożenia. Byliśmy świadkami ciekawego zachowania w Japonii, gdzie delfin przyjął pionową pozycję w wodzie i powoli opadał na dno morza, nie poruszając ciałem – dokładne znaczenie tej pozycji i zachowania nieznane.

Postawa rekina:

Dwie grupy delfinów walczące – race pec, itp:

Pęcherzyki: delfin często wypuszcza pęcherzyki z otworu gwizdowego podczas wydawania dźwięków gwizdka, chociaż wypuszczanie pęcherzyków nie zawsze zbiega się z produkcją gwizdków. Bąbelki wydają się być dodatkowym sygnałem komunikacyjnym i mogą przybierać różne formy: strumieni bąbelków, chmur bąbelków i pierścieni bąbelków. Duża chmura bąbelków jest sygnałem rzucającym się w oczy i często jest wytwarzana jako groźba.

Delfin dmucha w chmurę bąbelków: