• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Udowodniono wpływ nadmiernego hałasu na organizmy morskie

    21.09.2010. 17:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Europejscy i amerykańscy naukowcy uważają, że dokonali rewolucyjnego odkrycia w zakresie określania wpływu dźwięków o dużym natężeniu na ssaki morskie, takie jak wieloryby i delfiny. Według badaczy zwiększone w ostatnich latach natężenie żeglugi, poszukiwanie i produkcja ropy oraz ćwiczenia wojskowe przyczyniły się do wzrostu poziomu hałasu w oceanach. Prace badawcze poświęcono w dużej mierze wykorzystaniu sonarów. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki zastosowaniu w przyszłości przez marynarkę wojenną specjalnego oprogramowania zostanie określony czas i miejsce bezpiecznego użycia tego narzędzia. Wyniki opublikowano niedawno w czasopiśmie Public Library of Sciences (PLoS) ONE.

    Badacze z amerykańskiego Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD) oraz szwedzkiego ogrodu zoologicznego Kolm?rden Zoo opracowali metodę monitorowania wpływu dźwięku na ssaki morskie. Łączy ona zaawansowane techniki komputerowe, skanery rentgenowskie wykorzystujące tomografię komputerową oraz nowoczesne metody obliczeniowe.

    Technologia ta umożliwia naukowcom imitowanie dźwięków odbieranych przez zwierzęta i określanie interakcji pomiędzy dźwiękiem i ssakami. Pozwala ona także na analizę trójwymiarowego obrazu (3D) wnętrza głów ssaków, na przykład wala Cuviera, znanego z podatności na nadmierny hałas - taki jak pochodzący z sonaru.

    "Nasze oprogramowanie do analizy cyfrowej może posłużyć do przeprowadzenia podstawowych badań mechanizmu wytwarzania dźwięku i zmysłu słuchu u tych wielorybów, do imitowania wpływu ciśnienia akustycznego na poziomie niemożliwym do zastosowania w przypadku żywych zwierząt, a także do oceny różnych strategii minimalizacyjnych" - wyjaśnił prof. Petr Krysl, inżynier strukturalny z uniwersytetu UC w San Diego, odpowiedzialny za opracowanie metod obliczeniowych wykorzystanych podczas omawianego badania. "Uważamy, że badania te mogą umożliwić poznanie i potencjalne ograniczenie negatywnego wpływu dźwięków o dużym natężeniu na organizmy morskie" - dodał profesor.

    "Za znaczną ilość dźwięków i hałasu w światowych oceanach odpowiada człowiek. Może ona spowodować poważne problemy, ponieważ wiele organizmów morskich wykorzystuje głównie zmysł słuchu w związku z małą ilością dostępnego światła" - wyjaśnił dr Krysl. Zaznaczył też, że "badacze skupili się na walu Cuviera w związku z przypadkami osiadania na mieliźnie i śmierci niektórych osobników w wyniku działania sonaru. Odkrycia w zakresie mechanizmu działania zmysłu słuchu u tego zwierzęcia odnoszą się także do delfina butlonosego. Podejrzewamy też, że dotyczą wszystkich gatunków wielorybów uzębionych, a być może także innych ssaków morskich".

    Dr Krysl utrzymuje, że projekt "w istotny sposób przyczynia się do poszerzenia naszej wiedzy w zakresie podstawowych mechanizmów biologicznych u ssaków morskich", ponieważ "zmysł słuchu to główny zmysł wykorzystywany w środowisku podwodnym podczas łowów, jak również do poruszania się oraz utrzymywania interakcji społecznych". Badacz dodał jednak, że prace zespołu miały szczególne znaczenie dla wykorzystania sonarów przez marynarkę wojenną.

    Według naukowca z uniwersytetu UCSD w marynarce wojennej niezbędne jest uzyskanie odpowiedzi w zakresie "możliwości i warunków bezpiecznego zastosowania sonaru" oraz "możliwości i sposobów ograniczenia do minimum jego wpływu na organizmy morskie". Utrzymuje on, że wnioski te "nie byłyby możliwe bez uzyskania podstawowej wiedzy w zakresie biologii i akustyki mieszkańców oceanu", co implikuje wagę przeprowadzonych badań.

    Badanie było współfinansowane przez amerykańskiego Dowódcę Operacji Morskich (Chief of Naval Operations, CNO). Dr Krysl oznajmił, że "zespół będzie kontynuował bieżący kierunek badań wala Cuviera oraz przeprowadzi eksperymenty walidacyjne odnoszące się do delfina butlonosego". Dodał, że planowane są "dodatkowe udoskonalenia modelowania, które umożliwią zbadanie całego szlaku fal dźwiękowych, począwszy od wody morskiej, a skończywszy na ujściach ślimaków uszu zwierząt". Następnie powiedział, że projekty te "mają za zadanie osiągnięcie kilku głównych celów, stanowiących element planu marynarki wojennej, który jest ukierunkowany na poszerzenie wiedzy o demografii, progach akustycznych oraz strategiach minimalizacji wpływu hałasu na organizmy morskie".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Próba Webera (ang. Weber test) – subiektywna metoda badania słuchu polegająca na przyłożeniu wprawionego w drgania stroika do czoła lub szczytu czaszki pacjenta. Zadaniem chorego jest określenie w którym uchu dźwięk słyszany jest głośniej. W przypadku zdrowych badanych dźwięk słyszany jest jednakowo w obu uszach. Badanemu z przewodzeniowym uszkodzeniem słuchu dźwięk wyda się głośniejszy w chorym uchu. Dzieje się tak ponieważ ucho to nie słyszy dźwięków otoczenia i może skupić się wyłącznie na odbiorze dźwięków przewodzonych drogą kostną. Taka sytuacja może być nawet uzyskana eksperymentalnie poprzez zatkanie jednego ucha palcem. Natomiast chory z odbiorczym uszkodzeniem słuchu będzie lepiej słyszał stroik w uchu zdrowym. Badanie słuchu – jest to ocena reakcji organizmu powstałej w wyniku stymulacji dźwiękowej. Badania słuchu dzielą się na badania subiektywne i badania obiektywne. Subiektywne badania słuchu, w przeciwieństwie do badań obiektywnych, wymagają aktywnej współpracy osoby badanej (od osoby badanej wymaga się świadomej informacji zwrotnej np. czy dźwięk jest słyszalny). Badania słuchu można podzielić również na badania progowe oraz nadprogowe. Celem badań progowych jest określenie najcichszego możliwego do usłyszenia dźwięku, w badaniach nadprogowych oceniana jest percepcja dźwięku powyżej progu słyszenia. Słuch – zmysł umożliwiający odbieranie (percepcję) fal dźwiękowych. Narządy słuchu nazywa się uszami. Słuch jest wykorzystywany przez organizmy żywe do komunikacji oraz rozpoznawania otoczenia.

    Ucho – narząd słuchu występujący jedynie u kręgowców. Najbardziej złożone i rozwinięte uszy występują u ssaków. Ucho odbiera fale dźwiękowe, przekształca je w drgania mechaniczne, a drgania w impulsy nerwowe. Odpowiada także za zmysł równowagi (błędnik). Lokalizacja dźwięku – czynność, polegająca na określaniu położenia źródła dźwięku w przestrzeni oraz jego odległości od słuchacza. Fakt posiadania pary uszu umożliwia człowiekowi lokalizację źródła dźwięku. Lokalizacja jest dokonywana przez mózg na podstawie analizy głośności dźwięku docierającego do każdego ucha i porównanie obu sygnałów. Kierunek jest określany na podstawie różnic głośności. Miejsce (odległość do źródła dźwięku) może być rozpoznane tylko wówczas, gdy jest to dźwięk o znanej głośności, np. klakson samochodu, wołanie innego człowieka.

    Poziom ciśnienia akustycznego jest to bezwymiarowa wielkość przedstawiona w skali logarytmicznej opisująca stosunek średniego kwadratu ciśnienia akustycznego do tzw. ciśnienia odniesienia. Poziom ciśnienia akustycznego pozwala na łatwe uszeregowanie sygnałów akustycznych ze względu na ich natężenia; operowanie wartościami ciśnienia byłoby kłopotliwe ze względu na dużą rozpiętość ich skali. Na przykład układ słuchowy człowieka może percypować dźwięki o wartościach od ok. 20 [μPa] do ok. 20 [ Pa]. Dzięki zastosowaniu pojęcia poziomu ciśnienia akustycznego, cała dynamika słuchu może być opisana liczbami z zakresu od 0 do 120, a nie od 0,00002 do 20. Źródło dźwięku – ciało drgające, którego energia jest dostateczna, aby wywołać w narządzie słuchu, najsłabsze wrażenia słuchowe. Inaczej mówiąc natężenie dźwięków słyszalnych musi przekraczać próg słyszalności.

    Odruch strzemiączkowy – odruch obronny przed dźwiękami o zbyt dużym natężeniu. Ma na celu ochronę narządu Cortiego przed uszkodzeniem w następstwie przedostania się zbyt dużej energii fali akustycznej. Polega na skurczu mięśni wewnątrzusznych oraz usztywnienia łańcucha kosteczek, co osłabia bodziec o około 10 dB. Odruch nie chroni w pełni przed uszkodzeniem. Działa z opóźnieniem oraz ochrona słuchu dotyczy częstotliwości do 2000 Hz. Tłumaczy to występowanie urazów akustycznych w zakresie wyższych częstotliwości. Podstawowymi częstotliwościami używanymi do wywołania odruchu są: 500, 1000, 2000, 4000 Hz. Badanie odruchu wykonuje się razem z tympanometrią. Omamy rzekome, pseudohalucynacje, omamy psychiczne – zaburzenie spostrzegania, polegające na osądzie realizującym istnienia doznania zmysłowego (obrazu, dźwięku) bez rzeczywistego bodźca, przy czym osoba doznająca omamu rzekomego umiejscawia spostrzeżenie zmysłowe w przestrzeni niewłaściwej dla danego zmysłu. Omamem prawdziwym słuchowym będzie poczucie, że słyszy się rozmowę za oknem – co stanowi percepcję zgodną z zasięgiem zmysłu słuchu – natomiast omamem rzekomym będzie poczucie, że słyszy się dźwięki, słowa, czy zdania dobiegające z głowy, brzucha, czy innego miejsca. Dla omamów wzrokowych: prawdziwym omamem jest widzenie osoby w pokoju, której w rzeczywistości tam nie ma, zaś omamem rzekomym będzie spostrzeżenie osoby w oczach, czy na Marsie – tzn. tam, gdzie człowiek nie może nic zauważyć.

    Son – jednostka głośności dźwięku. 1 son odpowiada głośności tonu o częstotliwości 1000 Hz i natężeniu 40 dB. Odpowiada to tonowi o natężeniu 40 fonów, ale tylko przy częstotliwości 1000 Hz. Dla innych częstotliwości wynik musi być przeskalowany zgodnie z krzywą izofoniczną słuchu ludzkiego.

    Qualia (l.poj. quale) – odczuwalne lub zjawiskowe jakości, związane z doświadczeniami zmysłowymi, np. słyszeniem dźwięków, odczuwaniem bólu, odbieraniem barw. Qualia są własnościami doświadczeń zmysłowych.

    Bioakustyka – dział akustyki na pograniczu biologii i fizyki, zajmujący się rolą dźwięków w życiu zwierząt. Skupia się przede wszystkim na rozprzestrzenianiu dźwięku w elastycznych, często organicznych, ośrodkach, na jego interpretacji i postrzeganiu przez zwierzęta, z ludźmi włącznie. Wiąże się to z neurofizjologicznymi i anatomicznymi podstawami emisji i odbioru dźwięku. Ponadto, bioakustyka zajmuje się badaniem zależności właściwości sygnału dźwiękowego, do rodzaju ośrodka, w jakim ten się porusza. Pozwala to uzyskać informacje o tym, jak przebiegała ewolucja mechanizmów akustycznych, a co za tym idzie ewolucja zwierząt, które ją wykształciły. Fon – jednostka poziomu głośności dźwięku. Poziom głośności dowolnego dźwięku w fonach jest liczbowo równy poziomowi natężenia (wyrażonego w decybelach) tonu o częstotliwości 1 kHz, którego głośność jest równa głośności tego dźwięku. Dźwięki o tej samej liczbie fonów wywołują to samo wrażenie głośności, ale nie muszą być to dźwięki identyczne w sensie barwy (np. o różnych częstotliwościach). W odróżnieniu od jednostki son, która jest jednostką liniową głośności, fony nie podlegają arytmetycznemu sumowaniu przy obliczaniu całkowitego poziomu głośności kilku jednoczesnych dźwięków.

    Dodano: 21.09.2010. 17:37  


    Najnowsze