Tutvumine

Mis tähtsus on helisignaalidel lindude jaoks? Linnulaul

Fokin S.Yu. Akustiline signalisatsioon ja bioloogiline alus lindude käitumise kontrollimiseks tehisulukite kasvatamisel // Ulukikasvatus jahinduses. RSFSRi Glavokhoty keskse teadusliku uurimislabori teadustööde kogu. Moskva, 1982. lk 157-170.

LINDUDE KÄITUMISE KONTROLLIMISE AKUSTILISED SIGNAALID JA BIOLOOGILISED ALUSED KUNISTLIKU METSLOOMADE KASUTAMISEGA

Bioakustika kasutamise võimalusele jahinduses juhtis esimesena tähelepanu V.D. Iljitšev (1975) ja A.V. Tihhonov (1977). Spetsiaalseid uuringuid alustati aga alles hiljuti, RSFSRi Glavohota kesklaboratooriumis. Need aitavad lahendada mitmeid kodumaise ulukikasvatusega seotud keerulisi probleeme ja tõstavad selle tõhusust. Seni on jahitööstuses helisuhtlus loomade vahel kasutusel vaid peibutusmeetodil ulukite küttimisel ja mõne looma häälega ülelugemisel. Lindude helisignaalide uurimine on aga näidanud põhimõttelist võimalust seda kasutada lindude käitumise kontrollimisel.

Lindude käitumise kontrollimise meetodite väljatöötamine põhineb teadmisel lindude individuaalsetest käitumisaktidest ja häälreaktsioonidest antud liigile iseloomulikus käitumiskompleksis. Lindude suhtlemise aluseks on akustiline ja visuaalne suhtlus, millel on tihe seos. Lindude akustiliste signalisatsioonisüsteemide korraldamise keerukus väljendub kahe põhiprintsiibi olemasolus teabe kodeerimiseks signaalides. Ühest küljest on tegemist multifunktsionaalsusega (Simkin, 1977), mille puhul ühel ja samal helisignaalil on mitu funktsiooni (näiteks linnulaul tähistab pesitsusala, “peletab” teisi isaseid, kuid samal ajal emasloomade ligimeelitamiseks ja isegi vaenlase pesast kõrvale juhtimiseks). Teisalt on tegemist paralleelkodeerimisega, mille kohaselt eri tüüpi signaalid edastavad sarnast infot (Simkin, 1974), näiteks tibude erinevad mugavussignaalid peegeldavad sama mugavussituatsiooni. Emotsionaalse printsiibi domineerimine semantilise printsiibi ees raskendab paljudel juhtudel lindude akustiliste signaalsüsteemide analüüsi. Enamikul haudmelindudel on akustilised signaalid aga sagedamini seotud teatud funktsionaalse tähtsusega, eriti pesitsusperioodil ja haudme liikumise ajal (Tikhonov ja Fokin, 1931). Helide spetsiifilist korraldust (tonaalsed, müra- ja trillsignaalid) seostatakse nende leviku kõige ratsionaalsema ulatusega (Iljitšev, 1968; Simkin, 1974).

Erinevate uurijate poolt on korduvalt püütud lindude hüüdeid klassifitseerida. Peamine raskus seisneb selles, et lindude ja inimeste keelemehhanismi on võimatu tuvastada, kuna loomade suhtlusprotsesside loogilised alused on põhimõtteliselt erinevad (Simkin, 1932). A.S. Maltševski (1972) jagab lindude helisignaalid kahte põhitüüpi: situatsioonilised ja signaalsignaalid. Esimesel juhul toimub suhtlus signaalide abil, millel on sõltuvalt bioloogilisest olukorrast laiendatud tähendus. Teises kasutatakse spetsiaalsete helireaktsioonide süsteemi ja linnu teatud füsioloogilise seisundiga seotud signaalidel on rangelt määratletud bioloogiline tähendus. Seda tüüpi saab klassifitseerida funktsionaalsete omaduste järgi. Autor identifitseerib kutsuvad ja kaitsesignaalid iga rühma üksikasjaliku klassifikatsiooniga (Malchevsky, 1974).

G.N.Simkin (1977) pakkus välja uue skeemi lindude akustiliste signaalide funktsionaalseks klassifitseerimiseks, mis põhineb signaali väärtuste maksimaalsel diferentseerimisel. Ta jagas kõik helisignaalid kolme põhirühma, millest igaüks sisaldab väiksemaid kategooriaid:

1. Peamised aastaringselt antud tungid: põhiliigid kutsuvad nutt, kooli- ja rühmatung, toidusignaalid, häiresignaalid, konfliktisignaalid, tundesfääri erisignaalid.

2. Paljunemistsükli tungid: paaritumisfaas, vanemlik faas.

3. Tibude ja poegade kutsumised.

Haudmelindude vanemasignaalid jagunevad tavaliselt “järgmiskõneks”, “toidukõneks”, “kogumissignaaliks”, kontaktsignaaliks, häiresignaaliks (kanalindudel on õhu- ja maavaenlase signaalid erinevad).

Tegime ettepaneku jagada tibude akustilised signaalid kolme kategooriasse (Tikhonov ja Fokin, 1980).

1. Negatiivse füsioloogilise ja sotsiaalse seisundi signaalid, sealhulgas "ebamugavustunde", indikatiivsed ja toitumisalased signaalid.

2. Positiivse füsioloogilise ja sotsiaalse seisundi signaalid, nende jagamine "mugavuse", soojenemise, küllastumise, rühmakontaktide, järgimise, une-eelsete signaalideks
tingimus.

3. Häire- ja kaitsesignaalid (ärevus, stress, hirm).

Selline murdosaline klassifikatsioon on aluseks paljude lindude käitumise kontrollimise probleemide lahendamisele ulukikasvatuses. Teades teatud füüsikaliste parameetritega iseloomustatud signaali põhilist funktsionaalset tähendust, võib püstitada pöördprobleemi, uurides selle signaali mõju lindude käitumisele.

Esimesed helisignaalid annab lind veel munas olles, 1-2 päeva enne koore koorumist. Tibude kuulmisanalüsaatoris küpsevad ennekõike need närvirakud, mis on “häälestatud” emase hääle liigispetsiifilisele sagedusele (Anokhin, 1969). Emase ja tibude vaheline helisuhtlus tekib juba inkubatsiooni lõpus (Tikhonov, 1977). Haudmelindude kaudne õppimine, sealhulgas signaalide järgnevus ja rühmaõpe (Manteuffel, 1980), mängib olulist rolli noorlindude etoloogilisel ettevalmistamisel iseseisvaks eluks. Eriti oluline on vanemate akustiline käitumine kui tegur, mis stimuleerib ja lihvib noorlindude käitumist ja suhtlemist haudmes (Simkin, 1972).

Kunstliku ulukikasvatuse puhul jätavad inimesed tibudelt kontakti emasloomaga. Munade haudumine, noorloomade aedikus ja puuris kasvatamine ilma haudekanadeta ei too kaasa mitte ainult looduses individuaalse ja grupikogemuse põhjal kujunevate adaptiivsete käitumisreaktsioonide väljakujunemise võimatust, vaid ka mõne olulise kaasasündinud käitumise väljasuremise. , eriti ärevusreaktsioonid. Meie katsed sinikaelpardipoegadega näitasid, et tibude loomupärane lennureaktsioon emasloomade murettekitavatele signaalidele avaldub kõige selgemalt 2.–3. päeval ja ilma visuaalse tugevdamiseta kaob juba viiendal päeval. Spetsiaalsete hirmutusseanssidega (valjud karjed, lasud, sireenid, inimeste eriline hirmutamine) fikseeritud hoiatav reaktsioon püsib kuni loodusesse vabastamiseni. Seejärel saab sellest vabanenud lindude käitumise lahutamatu osa.

Spetsiaalsete "hirmutite" kasutamine ei ole aga vangistuses kasvatatud lindude "metsiku" käitumisstereotüübi kujunemisel peamine tegur. Teadupärast erinevad inimestega pidevas kontaktis kasvanud linnud käitumise poolest järsult oma metsikutest sugulastest. Sellistel lindudel ei ole röövloomadele suunatud häire-kaitsereaktsioone, mistõttu on nad kerge saak nii maa- kui ka õhuvaenlastele. Inimest mittekartvate lindude jahtimine kaotab oma sportliku huvi ja muutub isegi ebainimlikuks.

Peamine tegur lindude inimestega harjumisel on inimese välimuse ja hääle jäljendamine (jäljendamine) tibudele "tundlikul" perioodil, mis piirdub esimese 2-3 elupäevaga. Tulevikus suureneb positiivne reaktsioon inimestele veelgi tänu konditsioneeritud refleksreaktsioonide tekkele toitumisprotsessis ja pidevas suhtlemises lindudega. Imprintimine on äärmiselt püsiv ja praktiliselt pöördumatu protsess. Seetõttu on meie arvates ulukite kunstlikul aretamisel vaja vältida inimese jäljendit tibudele “tundlikul” perioodil. Viisime läbi rea katseid, mis hõlmasid väikeste pardipoegade isoleerimist inimestest erinevatel perioodidel. Majadega katsepuurid olid igast küljest tiheda materjaliga kardinatega kaetud ja ülemine osa jäi avatuks. Söötmise ja vee vahetamise ajal nägid tibud ainult neid teenindava inimese käsi ning toidu andmise käigus jooksid nad alati majja. Inimestest "tundlikuks" perioodiks eraldatud pardipojad harjusid nendega hiljem, kuid tingimuslike refleksreaktsioonide alusel. Spetsiaalsed "hirmutamise" meetodid pärast nende väljalaskmist (relvadest lasud jne) aitasid kaasa nende positiivsete konditsioneeritud reaktsioonide häirimisele: pardid hakkasid inimesi kartma. Ja ometi oli nende lennureaktsioon vastuseks inimese välimusele loid kui nende metsikute sugulaste oma. Samal ajal reageerisid tavapärasel viisil kasvatatud pardipojad inimeste välimusele ükskõikselt.

Parimaks variandiks osutus pardipoegade hoidmine inimestest isolatsioonis kogu aeg kuni maale vabastamiseni, s.t. kuni 25-30 päeva. Sellised partid ei erinenud oma käitumiselt praktiliselt metsikutest: nad lendasid inimese lähenedes minema, kartsid võõraid objekte, õhu- ja maavaenlasi ning isegi “rahulikke” linde. Selliste ulukite küttimine ei erinenud praktiliselt metslindude küttimisest.

Praegu on meie peamiseks ülesandeks otsida selle noorjahilindude kasvatusmeetodi tehnilist teostust, arvestades ulukifarmide spetsiifilist kujundust. Ilmselgelt peate alustama järgmiste nõuete rangest järgimisest. Haudumisperioodil tuleb inkubaatoris valitseda täielik vaikus, et vältida tibude inimhäälte jäljendamist. Esimesed 5-7 päeva viiakse koorunud tibud üle haudmepuuridesse, mis on igast küljest suletud tiheda materjaliga, mis tuleks söötmise ja veevahetuse ajal ukse juures tagasi voltida. Seejärel viiakse noorloomad vineeri või katusevildiga kaetud seintega aedikutesse ja kasvatatakse kuni 25-30 päeva. Kasvuprotsessi ajal on väga tõhus teha 4-5 hirmutamist pärast noorloomade maale laskmist. Teisel päeval pärast vabastamist (kuid mitte vabastamise päeval) tulevad vabastatud uluki hoiukohta mitu inimest ja lasevad mitu tühja lasku, saavutades lindudel lennureaktsiooni. Erinevalt inimestega pidevas kontaktis kasvanud linnud, kes on inimestest “tundlikul ajal” isoleeritud, kardavad tulistamist. Lasku ja jahimehe välimuse kombinatsioon tekitab lindudes inimese suhtes negatiivse reaktsiooni. Juba 3-4 päeva pärast tavalisi hirmutusi põhjustab ainuüksi inimese ilmumine näiteks tiigi lähedale noorte partide lendu, kes püüavad end tihnikusse peita.

Hilisemas eas lastud parte on raskem metsikult joosta ja kui esimestel elupäevadel ei olnud tibud inimestest isoleeritud, siis reeglina sellised linnud haavlitele praktiliselt ei reageeri. Metsikuks läheb kiiremini, kui linnud on pärast lasku kaaslinnu surma mitu korda näinud (Iljitšev, Vilke, 1978). Saate õpetada linde inimesi vältima, kasutades kombineeritud tõrjevahendite põhimõtet - see tähendab, et kasutage mitte ainult inimeste otsest karjet, püssilaske, vaid ka mitmesuguste helide salvestusi - hädakisa, alarmid, linnukarja järsk õhkutõus, kõrge intensiivsusega helid (kuni 120 dB), ultrahelid (kuni 40 dB). kHz) (Tikhonov, 1977). Kuid meie jahitaludes pole nende meetodite kasutamiseks veel spetsiaalset varustust ja neil ei tasu veel pikemalt peatuda.

Ulukikasvatuse praktikas tekib vajadus koguda tibusid kindlasse kohta. Ootamatult algava halva ilma ajal peidavad väikesed tibud ööseks lahtistesse aedikutesse ja võivad alajahtumise tõttu surra. Ulukiteaedade hoolduspersonal on sunnitud nad varjupaikadesse sõidutama. Mõnikord on vaja noorloomi ühest ruumist teise teisaldada, kindlasse kohta koguda kaalumiseks, rühmadesse jagamiseks jne. Sellist tööd saab hõlbustada akustiliste atraktantide – heliatraktantide – kasutamine. Üksiku tibu järgnevat reaktsiooni on uuritud üsna põhjalikult, kuid ulukikasvatuses on tegemist suurte tiburühmadega ning tiburühma järgneva reaktsiooni uurimiseks pole praktiliselt ühtegi katset tehtud.

Haudmelindude tibudele on iseloomulik lähenemisreaktsioon vastuseks emase või tema jäljendajate kutsuvatele signaalidele – monotoonsetele signaalidele (Malchevsky, 1974). Üksikutele tibudele pakuti erineva funktsionaalse tähtsusega helisignaalide salvestusi. Nad vastasid lähenemisreaktsiooniga alaealiste mugavussignaalidele ja naiste kutsumissignaalidele. Nende kahe signaali ja nende monosageduslike imitaatorite kasutamine tibude rühma atraktantidena oli esialgu ebaõnnestunud. Meie arvates on heliallikale läheneva tibude grupi reaktsiooni puudumine tingitud kahest põhjusest. Esiteks mängib selle reaktsiooni stimuleerimisel otsustavat rolli tibude motivatsioonitase. Oma vendadest isoleeritud tibu kogeb pidevat ebamugavust, mis sunnib teda teatud helisignaalidele lähemale reageerima. Ja meie katsetes olid tibud mugavates tingimustes - nad olid oma vendade lähedal. Looduses loovad tibudele mugavad tingimused emane ja kunstlikes tingimustes inimesed. Tibud jäljendavad ainult üksteist ja inimesi, kaob vajadus pideva kontakti järele emasloomaga. Loomulikult ei teki kunstlikult loodud mugavates tingimustes tibudel lähenemisreaktsiooni, kuna ainult helisignaalidest ei piisa ja neil pole vastavaid sisemisi tegureid (ebamugavustunne). Teiseks, nagu näitas Gottlieb (1977), kutsub akustilis-visuaalne stiimul esile võimsama jälitusreaktsiooni kui akustiline stiimul üksi. Looduses juhinduvad linnud emale järgi nii tema välimusest kui häälest. Kunstlikes tingimustes tibud emast “ei tunne” ja nende jäljendiobjektiks võib olla esimene elus nähtud liikuv kõlav objekt.

Siit järeldub, et tibude motoorseid reaktsioone saab kontrollida kahel viisil: kas ebamugavates olukordades (jahtumine, nälg) akustiliste atraktantide või akustiliste-visuaalsete atraktantide (liigutavad kõlarid), olles eelnevalt veendunud, et tibud jätavad need jäljed. . Meie katsed kinnitasid seda täielikult (Fokin, 1981). Näiteks väikesed pardipojad, kes ei reageerinud pardi hüüatavate vutipoegade paljunemisele, kogunesid pärast valgustuse ja kütte väljalülitamist haudmes kiiresti kõlari lähedusse; Faasanipojad järgisid aktiivselt liikuvat kõlarit, mille kaudu esitati nende mugavuskõnede salvestisi.

Tibude suurenenud tiheduse korral täheldatakse nende agressiivsuse suurenemist, mis väljendub kokkupõrgetes söötjate ja jootjate juures, nokitsemises ja rahutuses. See mõjub nende kasvule ja arengule pärssivalt. Tööstusmüra avaldab negatiivset mõju ka lindude elutegevusele (Rogozhina, 1971). Phelps (1970) leidis, et muusikal oli munakanade käitumisele rahustav mõju, veelgi suurem mõju siis, kui kanadele mängiti nende lohutuskõnede salvestisi. Nagu näitasid katsed kanadega (Iljitšev, Tihhonov, 1979) ja vuttidega (Fokin, 1981), ei viinud sobiva sagedusega monosageduslike signaalide kasutamine mitte ainult tibude "rahustamiseni", vaid suurendas oluliselt ka nende toitumisaktiivsust. Sööda tarbimine suurenes ja päevane kaalutõus suurenes järsult. Nii saavutas katsevuti kaal kahe kuu vanuseks keskmiselt 147,7 g, samas vanuses kontrolltibud vaid 119,6 g.

Samuti kasutasime stimulantidena tibude ja emaste mugavussignaale. Hea efekti saavutab söötmisega kaasnevate mittevokaalse päritoluga toiduhelide perioodiline esitamine (noka vastu substraadi löömine, vee leelistamine jne).

Praegu tehakse intensiivseid uuringuid, et töötada välja optimaalsed režiimid noorte loomade stimuleerimiseks helisignaalidega. On teada, et kevadel stimuleerivad vooluhelid lindude sugunäärmete kasvu (Promptov, 1956). Lisaks on enamikule liikidele iseloomulik heliinduktsiooni nähtus, mille põhiolemus seisneb selles, et konkreetne paarituslaul stimuleerib sama linnuliigi isastel sarnaseid helireaktsioone (Malchevsky, 1982); Brockway (Brockway, 1965) märgib, et paarituvate lindude häälitsus stimuleerib signaalidega munarakkumise protsessi.

Meie katsed Teadusliku Uurimise Kesklabori ulukiteaias peetavate sinikaelpartide, metspartide, tedrede, tedrede ja tšukarite stimuleerimisel vooluhelidega näitasid heli esilekutsumise suurt rolli lindude paaritumiskäitumises. Tedredel ja tšukaritel häiris kunstlik heli esilekutsumine liigispetsiifilist tsirkadiaanrütmi, sundides neid päeva jooksul isegi halva ilmaga näitama. Varblase isase jaapani vuti paaritumishüüde salvestiste esitamine tõi kaasa kõigi isaste heliaktiivsuse suurenemise: kõigi varblase isaste paarituskõnede arv tunnis kasvas 1,8–2,0 korda ja nende arv suurenes. suurenes ka paaritumiste arv Ilmselgelt soodustab helistimulatsioon lindude munatoodangu suurendamist.Igal juhul meie katsetes kasvas munade koguarv esimestel häälitsemispäevadel 36 - 47%.Siis toimus ka langus. munatoodang, mis on ilmselgelt seletatav lindude pidevate välisärritustega harjumise mõjuga.

Need valdkonnad ei piira uurimuslike uuringute ulatust bioakustika praktilise kasutamise kohta ulukikasvatuses. Uuritakse hariliku faasani kodumaiste alamliikide häälte eripärasid, helireaktsioonide rolli paaride moodustamisel hanedel ja hanedel, mida iseloomustavad pesitsusperioodil nn antifonaalsed duetid, mis on iseloomulikud ka mõnele. kured, öökullid ja pääsulinnud, on selgitatud (Malchevsky, 1981). Uuritakse metslindude looduses püüdmise meetodeid “akustiliste püüniste” abil.

Arendatakse ekspressmeetodeid soo määramiseks hääle järgi ühepäevastel noortel jahilindudel, samuti on käimas uuringud tibude akustilise stimulatsiooni ja koorumise sünkroniseerimise kohta.

Kirjandus

Anokhin P.K. Konditsioneeritud refleksi bioloogia ja neurofüsioloogia. - M.: Nauka, 1968.

Iljitšev V.D. Lindude hääle füüsilised ja funktsionaalsed omadused. - Ornitoloogia, 1968, number. 9.

Iljitšev V.D. ja teised Bioakustika. - M.: Kõrgkool, 1975.

Iljitšev V.D., Vilke E.K. Lindude ruumiline orientatsioon. - M.: Nauka, 1978.

Iljitšev V.D., Tihhonov A.V. Lindude käitumise kontrollimise bioloogiline alus. I. Kana. - loomaaed. zhurn., 1979, VIII kd, - number. 7.

Malchevsky A.S. Maismaaselgroogsete heliside tüüpidest lindude näitel. - In: Animal Behavior. Mat. Mina Kõik koosolekul loomade käitumise ökoloogiliste ja evolutsiooniliste aspektide kohta. M., Nauka, 1972.

Malchevsky A.S. Lindude helisuhtlus ja nende poolt tehtavate helide klassifitseerimise kogemus. - Mat. VXAll. ornitool. konf., 1974, I osa, M.

Malchevsky A.S. Ornitoloogilised ekskursioonid. - L.: Leningradi Riikliku Ülikooli kirjastus, 1981.

Manteuffel B.P. Loomade käitumise ökoloogia. - M.: Nauka, 1980.

Promptov A.N., Esseed pääsulindude käitumise bioloogilise kohandamise probleemist, - M.-L.: NSVL Teaduste Akadeemia kirjastus, 1956.

Rogozhina V.I. Heli stiimuli mõju lämmastikuühendite ja püroviinamarihappe dünaamikale kanade veres ja ajus. - Mat. Kõik koosolekul ja konf. VNITIP NSVL Põllumajandusministeerium, 1971, number. 4.

Simkin G.N. Akustilised suhted lindudel. - Ornitoloogia, 1972, number. 10.

Simkin G.N. Akustilised häiresüsteemid lindudel. - Mat. VI Vses, ornitool. konf., 1974, I osa, M.

Simkin G.N. Akustilised häiresüsteemid lindudel. -In: lindude kohanemisomadused ja areng. M., Nauka, 1977.

Simkin G.N. Kogemused lindude akustiliste signaalide funktsionaalse klassifikatsiooni väljatöötamisel. - Mat. II Kõik. konf. loomade käitumise kohta. M., 1977.

Simkin G.N. Aktuaalsed probleemid lindude helisuhtluse uurimisel. - Ornitoloogia, 1962, number. 17.

Tihhonov A.V. Haudmelindude akustiline signaalimine ja käitumine varajases ontogeneesis. - Autori kokkuvõte. Ph.D. dis. M., 1977.

Tihhonov A.V. Embrüote ja hauduva emase vaheline helisuhtlus haudmelindudel. - Aruande kokkuvõte. VII Kõik. ornitool. konf. Kiiev, 1977.

Tihhonov A.V., Fokin S.Yu. Kahlajate akustiline signaalimine ja käitumine varajases ontogeneesis. II. Tibude signaalimine ja käitumine. - Biol. Teadus, I960, nr 10.

Tihhonov A.V., Fokin S.Yu. Akustiline signalisatsioon ja kahlajate käitumine pesitsusperioodil. - Bull. MOIP, osakond Biol., 1981, nr 2.

Fokin S.Yu. Akustilise stimulatsiooni mõju Jaapani noorte vuttide toitumisele ja agressiivsele käitumisele. - Tez. aruanne XXIV vs., konf. noored teadlased ja linnukasvatuse magistrandid. 1981. aasta.

Fokin S.Yu. Haudmelindude tibude atraktiivne reaktsioon ja selle kasutamise võimalus ulukikasvatuses ja linnukasvatuses. - In: Ökoloogia ja linnukaitse. Abstraktne. aruanne VIII Kõik.ornitool. konf., 1981, Chişinău.

Brockway V. Munasarjade arengu ja munade munemise stimuleerimine isaste kurameerimisega viirpapagoidel (Melopsittacus undulatus). - Loomade käitumine, 1965.

Gottlieb G. Tähelepanuta jäetud arengumuutujad lindude liigimääramise uurimisel. - Psühholoogiline. Sõnn,. 1973, 79, nr 6.

Phelps A. Torumuusika: hea juhtimine või kalliskivi? -J. Rahvusvaheline linnuliha, 1970, v. 9, №12.

, kuulmisorganid, heli omadused

Tunni eesmärk: tutvustada õpilastele nende jaoks uut teadust - bioakustikat; kaaluma helide taasesitamise viise loomamaailmas; tuvastada erinevate loomade kuulmisorganite ehituse teostatavust; korrake teadmisi teemal "Helilained"

Tunniks valmistumine: tahvlile kirjutatakse tunni teema, tunniplaan, tunni epigraafilaused.

"Loomakeele mõistmine on sama vana unistus kui inimkond ise." C. Fabry

“Loomade säilitamise ülesanne nõuab nende mõistmist” N. Tinbergen

Tunniplaan:

Sissejuhatus
Praktiline töö “Helisignaalide tähendus”
Bioakustika ajalugu
Heli ja selle omadused
Kes mida ütleb?
Kes kuuleb?
Järeldus õppetunnist.

Tundide ajal
1. Õpetaja sissejuhatav kõne.

(Füüsikaõpetaja) Tänase tunni teema on “Helisignaalid loomade elus”. Tund on integreeritud, sest täna räägime bioakustikast ja see on keeruline teadus, mis ühendab bioloogia ja füüsika teadmised. Töötame tahvlil antud plaani järgi.

Muinasjuttudes räägivad loomad. Pidage meeles Kiplingi "Mowglit" või Puškini "Kuldkala lugu". Ja lastele ei tundu imelik, et kuldkala, rebane, karu või konn võivad rääkida. Muinasjuttudes räägib loomadega inimene ise. See paljastab inimese igivana unistuse õppida mõistma loomade keelt.

Nende unistuste põhjus on selge. Miljon aastat on inimene loomadega tihedalt kokku puutunud, tema sõltuvus neist on liiga suur: loomad on ju maitsev ja toitev toit, riided ja kõikvõimalikud majapidamistarbed ning lõpuks on loomad ka surmavaenlased.

Looma jälitamine ja tapmine jahil, tema kihvade vältimine, loomade taltsutamise abil abimeeste tegemine – see kõik nõuab loomade käitumise sügavat mõistmist.

Tänapäeval, mil tsivilisatsioon meid elusloodusest üha enam eraldab, kui “loodust on järjest vähem ja keskkonda aina rohkem”, hakkame kuidagi eriti tundma selle puudumist, püüame uurida elusolendite märke.

Pikka aega kirjutasid bioloogid termini "loomakeel" jutumärkides, kuid nüüd on nad tunnistanud selle mõiste legitiimsust tähistamaks loomade võimet üksteisega suhelda.

Loomade keel on keeruline mõiste. Loomadevahelises infovahetuses mängib olulist rolli asendite ja kehaliigutuste keel. Meenuta kiskja muigavat suud või, vastupidi, sookurge paaritustantsu. Nende jaoks on oluline ka lõhnade keel. Kuid helikeel on loomade jaoks väga erilise tähendusega, sest see võimaldab loomadel suhelda üksteist nägemata (näiteks täielikus pimeduses) ja kaugel.

Heli on ka "kaugmaarelv". Korvide karjeid on kuulda kilomeetri kaugusel, krokodillid kuulevad üksteist 1,5 km kaugusel, lõvid - 2,5 km kaugusel. Kuid distantsi rekordi püstitasid küürvaalad: nad kuulevad üksteist mitmesaja miili kaugusel.

2. "Helisignaali tähendus." Praktiline töö laua kujundamisega vihikus.

(Bioloogiaõpetaja) Ja nüüd kutsume teid kuulama meie planeedi erinevates osades salvestatud loomade hääli. Äkki tunned kellegi ära? Ja mõelge, kui olulised võivad piiksud olla. ( helide salvestamine) Töö tulemused on toodud tabelis:

Järeldus: Teeme kokkuvõtte. Helisignaali tähtsus loomadele:

1. Liigisisene suhtlus:

a) sama liigi eri soo esindajate vahel pesitsusperioodil (seksuaalpartneri otsimine või rivaaliga võitlemine paaritumisvõimaluse pärast);

b) järglaste eest hoolitsemine (toidu otsimine, ohusignaalid);

Näide kanadega: Kana suhtleb oma järglastega peamiselt helisignaalide abil. Näiteks ühes katses leiti, et kana ei tule raskustes olevale tibule appi, kui ta oleks helikindla klaaskatte all. Nii tibud kui ka täiskasvanud linnud toodavad umbes 20 erinevat helisignaali ja saavad helide abil väljendada naudingut, hirmu, ehmatust, ohtu ja võidukäiku. Veelgi enam, 20 kanade kasutatavast signaalist selgitavad 7 signaali ohu olemust.

c) sotsiaalsetel loomadel on ühine toiduotsing, kollektiivne kaitse;

d) territooriumi märgistamine.

2. Liikidevaheline suhtlus:

a) annab ohvritele võimaluse vältida kiskja rünnakut ja võimaldab kiskjal seda avastada;

b) vastastikmõju konkureerivate liikide vahel.

3. Bioakustika ajalugu

(Bioloogiaõpetaja jutustab) Kaks ja pool tuhat aastat tagasi alustas Kreeka mõtleja ja matemaatik Pythagoras (teate tema teoreemi) maailma esimesi akustilisi katseid. Pythagoras suri. Möödus sajand sajandi järel ja heliteadus, millele ta aluse pani, peatus. Kuni 1638. aastani, mil Galileo Galilei Pythagorase tööd jätkas, ei tehtud ühtegi katset. Ja siis saabus üheksateistkümnes sajand. Avaldatakse saksa teadlase Hermann Helmholtzi klassikalised akustikateosed.

On ebatõenäoline, et maailmas on palju teadusi, mis võiksid oma sünnipäeva ja -kohaga kiidelda. Enamiku teaduste päritolu on aegade hämarusse kadunud. Teine asi on bioakustika. Võime kindlalt öelda, et ta sündis 1956. aastal Pennsylvanias (USA), kus eri riikide teadlased kogunesid esimesele bioakustika kongressile, kus anti välja selle uue teaduse ametlik pass.

Täna räägime bioakustikast ja see on keeruline teadus, mis ühendab bioloogia ja füüsika teadmised. Akustika- helide teadus ja bioakustika– uurib igasuguseid looduses eksisteerivaid helisuhtlusviise elusolendite vahel. Bioakustika ei huvita ja ühendab mitte ainult biolooge ja füüsikuid, vaid ka keeleteadlasi, psühholooge, insenere ja paljusid teisi spetsialiste.

Paljude bioakustika uurimiskeskuste audioraamatukogud sisaldavad kümneid tuhandeid erinevate loomade häälte salvestisi. Loomahäälte kogumisel on suur teaduslik ja praktiline tähtsus. Näiteks paljud linnud ja putukad, kuigi välimuselt ei ole eristatavad, on nende hääle järgi selgelt eristatavad ja selle põhjal saab neid eristada iseseisvate bioloogiliste liikidena.

Kutsumissignaale edastades saate püünistesse meelitada kalu või putukaid ning ohusignaalide sisselülitamisel peletada loomi eemale soovimatutest kohtadest, kus nad viibivad.

Näiteks: n ja põhjas käivad karud sageli külades, et prügihunnikutes toitu otsida. Kutsumata külalistest vabanemiseks salvestati kahe kakleva karu raevukas röögatus magnetofonile ja mängiti ühes külas läbi valjuhääldi. Julged külalised tõmbusid hirmunult tagasi ja unustasid tee sinna pikaks ajaks.

Lennuväljade kaitseks kasutatakse lindude võimet helidele reageerida. Lõppude lõpuks on lindudest saanud nende jaoks tõeline katastroof. Linnud jäävad sageli reaktiivlennukite mootorite õhuvõtuavadesse kinni, tabades tuuleklaase ja põhjustades õnnetusi. Seetõttu püütakse neid mis tahes vahenditega lennuväljadelt välja ajada. Lihtsaim viis seda teha on lülitada sisse lindude endi häiresignaalid, mis on salvestatud lindile. Tõsi, peame arvestama, et erinevates kohtades "räägivad" linnud erinevaid "keeli ja dialekte". On teada juhtum, kui prantsuse vareste häirekõned jäädvustati filmilindile ja anti ameerika omadele kuulamiseks. Ometi ei mõistnud nad oma ülemere sugulaste hüüdeid ega vastanud neile. [1]

4. Heli ja selle omadused

(Füüsikaõpetaja) Elusorganismid on võimelised tegema väga erinevaid üksteisest erinevaid helisid. Tuletame füüsikatundidest meelde, mis on heli ja kuidas võivad helid üksteisest erineda? (frontaalne vestlus-uuring õpilastega)

Küsimus: Mis on heli?

Vastus: Heli on elastsed kokkusurumis- ja vähenemislained, mis levivad tahkes, vedelas ja gaasilises keskkonnas.

Need. heli on tavaline mehaaniline laine, mis kujutab vahelduvaid kondenseerumis- ja hõrenemispiirkondi.

Kuid igal helil on oma omadused, s.t. selle omadused.

Küsimus: Milliseid heliomadusi te teate?

Vastus: Kõrgus, helitugevus, tämber.

Küsimus: Mis on heli kõrgus või toon?

Vastus: See on omadus, mille määrab helilaine vibratsiooni sagedus. Kõrgemad sagedused vastavad kõrgetele helidele, madalamad madalatele helidele.

Küsimus: Millise sagedusega helisid inimene tajub?

Vastus: 20 kuni 20 000 Hz (katse heligeneraatoriga)

Küsimus: Millised helid on väljaspool neid piire?

Vastus: Infraheli (sagedus alla 20 Hz) ja ultraheli (sagedus üle 20 kHz)

Küsimus: Mis on helitugevus?

Vastus: See on omadus, mille määrab heli vibratsiooni amplituud Laine. Mida suurem on amplituud, seda suurem on helitugevus.

Küsimus: Millistes ühikutes seda mõõdetakse?

Vastus: Mõõdetud dB-des.

Küsimus: Millist omadust nimetatakse tämbriks?

Vastus: Heli värvimine, mis tuleneb mitme ülemheli superpositsioonist.

Just tänu tämbrile suudame eristada erinevate muusikariistade helisid, erinevate inimeste, loomade, lindude hääli.

Iga laine üks omadusi on selle levimiskiirus.

Küsimus: Mida saate selle omaduse kohta öelda? Millest see oleneb?

Vastus: Heli kiirus on erinevates keskkondades erinev. Tahketes ainetes rohkem, gaasides vähem, sest osakeste vastastikmõju gaasilises aines on kõige nõrgem.

Pole juhus, et iidsetel aegadel panid sõdalased oma kõrvad maapinnale ja avastasid seega vaenlase ratsaväe palju varem, kui see silmapiiril paistis. Sest Heli levib tahkes kehas – maal – kiiremini kui õhus.

Kõike eelnevat kokku võttes võib märkida, et kogu helide mitmekesisus on seletatav nende erinevate omadustega.

5. Kes mida ütleb?

(Füüsikaõpetaja) Helil pole loomade elus vähe tähtsust. See on teabe edastamise vahend. Loomad on võimelised tegema hääli, näiteks oskavad inimesed rääkida. Kuidas heli tekib? Pöördume kogemuse poole. Lööme haamriga vastu häälehargi jalgu ja kuuleme heli. Miks heli tekib?

Vastus: Kui haamer tabab häälehargi jalgu, hakkavad need vibreerima, mis põhjustab õhuvibratsiooni, mis levib ruumis, s.t. tekib helilaine.

See tähendab, et heli allikaks on vibreeriv keha.

Miks nad kasutavad katses puitkasti kujulist alust?

Vastus: Heli parandamiseks. See on valitud nii, et selle loomulik vibratsioonisagedus on võrdne häälekahvli heli sagedusega, st. nii et täheldatakse resonantsi nähtust, mille tõttu vibratsiooni amplituud suureneb ja kuuleme valjemat heli.

Statiivi ennast nimetatakse resonaatoriks.

Kuidas loomad hääli teevad? Vaatleme seda küsimust inimese näitel. (bioloogiaõpetaja jutt häälepaeltest).

Milliseid muid viise loomad helisid tekitavad? (õpilase sõnum) Märkige oma märkmikusse teatamise ajal looma nimi ja "mida see ütleb":

Looma nimi	Heli tekitavad organid
1
2

Raport "Kuidas loomad helisid tekitavad?"

(Aruandele on lisatud asjakohaste loomade fotod)

Nagu inimestel, on ka kõigil imetajatel elund, mis on spetsiaalselt loodud helivibratsiooni tekitamiseks, kõri. Osad, millest see koosneb, on veidrad. Kilpnäärme kõhre meenutab avatud raamatut, mille selgroog seisab vertikaalselt. Kuidas krikoidkõhre välja näeb, selgub selle nimest ja arütenoidsed kõhred on kolmnurksed püramiidid. Just nende püramiidide ja kilpnäärme kõhre vahel on häälepaelad – limaskesta elastsed voldid. Paljud loomade helid sõltuvad hingamisest ja peaaegu kõigil loomadel tekivad need siis, kui õhk väljub kopsudest. Just nemad panevad kõri häälepaelad vibreerima ja tekitavad nõrga heli ning suuõõne täidab resonaatori rolli, võimendades heli. Kui õhk väljub kopsudest enam-vähem sujuvalt, on tulemuseks ulgumine. Mõnel loomal võivad helid tekkida nii sisse- kui ka väljahingamisel (näiteks hirved ja eesel). Tiiger ja ülejäänud tema vennad norskavad, kui nad on sõbralikud. Ja nad nurruvad omapärasel moel: neil õnnestub teha kahte erinevat häält, sest praegu ei kasuta nad mitte ainult kõri, vaid ka nina. Ja koerad, kaarikulised ja vombatid hingavad õhku sisse ja välja nina kaudu nii, et nad vilistavad. Delfiinid oskavad ka vilistada. Nad võivad ka klõpsata. Veelgi enam, õhku pole siin vaja, kuna helide allikaks ei ole häälepaelte vibratsioon, vaid kõri lihaste poolt juhitav arütenoidsete kõhrede vibratsioon. Seda on lihtne ise teha (paku proovida).

Lindude kõri sarnaneb imetajate kõriga, kuid linnud seda eriti ei kasuta. Seda nimetatakse "ülemiseks kõriks". Miks ülemine? Jah, sest seal on ka madalam või syrinx. Syrinx – eriline orel. Ainult lindudel on see. Sügaval rinnus, kus hingetoru jaguneb bronhideks, on kamber. Kui vaatate selle kambri sisse, näete igas bronhis häälemembraane. Kuigi sirinksi anatoomiat on väga hästi uuritud, on see nii keeruline süsteem, et siiani pole ühtset teooriat, mis selgitaks, kuidas lindudel helisid tekivad. Kiirus, millega linnud oma hääli tekitavad, on erakordne. Aed-lagle jõuab 1 minutiga laulda 250 häält ja sookakk täpselt kaks korda rohkem.

Samas, kas alati on vaja kõri kasutada, et omavahel midagi suhelda? Üldse mitte. Ja need erilised helid, mis tekivad ilma kõri osaluseta, saavad erilise nime: "instrumentaal". Kuid loomade kasutatavad tööriistad on väga erinevad. Öökullid klõpsavad nokaga. Tuvid lehvitavad tiibu ja pardid koos nendega vilistavad. Galapagose lambatüdruk trampib käppadega. Prussakad, heinasööjad, sipelgad koputavad millega: kes peaga, kes kõhuotsaga ja kes lõugadega. Ohu avastanud termiidid lõid üksmeelselt pea vastu aluspinda (termiitide küngaste materjal), hoiatades kõiki elanikke häirest. Merisead ja uinakuhiir plagistavad hambaid. Rohutirts liigub ja ajab tiivad laiali nii, et ühe tiiva nöör puudutab teise tiiva ribidega viili. Mõned mardikad (elevantmardikad, veemardikad, sõnnikumardikad) siristavad kõhtu oma elytrale hõõrudes ning hirvemardikad teevad hääli elytra ja reiega.

Olles hüdrofonid vette lasknud, avastasid teadlased, et "kalad ei ole lollid". Näiteks pätt "klõbistab ja klõbiseb". Stauriid "haugub". Trummarkala teeb hääli, mis meenutavad tõesti trummipõrinat, merikurn nurrub ja „muriseb” ilmekalt. Mõne merekala helijõud on nii suur, et põhjustas Teise maailmasõja ajal laialt levinud akustiliste miinide plahvatusi, mis olid loomulikult mõeldud vaenlase laevade hävitamiseks. Üks Amazonases elavatest sägadest, pirarara (mitte segi ajada verejanulise piraajaga), ulatub meetri pikkuseks ja kaalub kuni 100 kilogrammi, teeb trompetiheli, mis sarnaneb elevandi möirgamisele ja on kuulda kellaajal. kaugus kuni 100 meetrit. Neid hääli teeb säga, surudes vee ja õhu segu läbi tihedalt suletud lõpusepilude ja need aitavad tõenäoliselt röövloomi eemale peletada. Amazonase peamine kommertskala haraki kasutab oma ujupõit, et teha kudemise ajal valju heli, mis meenutab mootorratast. Võite ette kujutada sadu isasharakaid, kes kudemise ajal mootorrattaid käima panevad. Teadlased näevad Amazonase “laulvate kalade” rohkuse ja mitmekesisuse põhjuseid selles, et selle jõe veed on lubjakivi ja huumuse segunemise tõttu väga mudased. Visuaalne suhtlus kalade vahel on peaaegu võimatu, mistõttu on loodus asunud mitmesuguse akustilise signaalimise arendamise teele.[2]

6. Kes mida kuuleb?

(Füüsikaõpetaja) Loomad peavad suhtlemiseks mitte ainult hääli tegema, vaid ka neid vastu võtma, s.t. kuulda. Heli vastuvõtja on kõrv. Loomad kuulevad, sest nende kõrvad reageerivad helilainetele. Vaatame imetajate kõrva ehitust, kasutades näitena inimese kõrva. (jutt tabeli “Kõrva sisemine ehitus” põhjal) Kõrva võib jagada kolmeks osaks: välimine, keskmine, sisemine. Väliskõrv koosneb suust ja kuulmekäigust. Keskkõrv: siin paiknevad kuulmekile ja kolm iseloomuliku kujuga luud: malleus, incus ja stapes. Lisaks on keskkõrv ninaga ühendatud kitsa toruga, mis on vajalik keskkõrva õhurõhu ühtlustamiseks väliskeskkonna suhtes. Sisekõrvas on kolm vedelikuga täidetud toru (poolringikujulised kanalid), mis kuuluvad vestibulaarsüsteemi, kõrv, miniatuurne spiraaltoru ja kuulmisnärv.

Seega võtab auricle helilaine vastu. Veelgi enam, kõrvapinna pindala pole väike tähtsus. Teeme eksperimendi: paneme käsi kõrva kestale ja kuulame. Kuuldavus suureneb. Mida suurem on pindala, seda suurema osa helilainetest me tajume.

Järgmisena suunab kuulmekäik laine kuulmekile. Kuulmetõri hakkab helilaine mõjul vibreerima ning need võnked kanduvad edasi malleusesse, incusse ja stape’sse, mis toimivad nagu väikesed hoovad, suurendades vibratsiooni. Luud on ühendatud spetsiaalse vedelikuga täidetud kõrvitsaga ning ülekantavad vibratsioonid panevad vedeliku koos helilaines esinevate vibratsioonidega ajas edasi-tagasi liikuma. Sel juhul deformeeruvad sisekõrva sees asuvad tundlikud karvarakud ja saadavad kuulmisnärvi kaudu ajju elektrilise signaali. Aju dešifreerib signaale ja tajub neid helidena.

Miks on inimesel vaja kahte kõrva? Selgub, et tänu sellele saame kindlaks teha, kus heli allikas asub. Allikale lähim kõrv kuuleb seda veidi valjemini ja veidi varem kui teine kõrv. Just need kaks heli võimaldavad määrata, kust heli tuleb.

Kui allikas on rangelt teie ees, jõuab heli mõlemasse kõrva korraga ja me ei saa soovitud suunda määrata. See tähendab, et kui tahame kindlaks teha, kust heli tuleb, ei tohi me pöörata heli poole, vaid, vastupidi, sellest eemalduda.

Kõrv on disainitud nii, et see reageerib valjudele ja vaiksetele helidele erinevalt. Väikseimat survet, millele kõrv reageerib, nimetatakse kuulmisläveks. Igal organismil on oma. Näiteks on inimene võimeline kuulma selliseid nõrku helisid nagu lehtede sahin 10 dB või kella tiksumine 1 m - 30 dB kaugusel.

Valjude helide korral tõmbuvad täiendavalt kokku kaks keskkõrva ja kuulmekile lihast, väiksema amplituudiga vibreerivad malleus, incus ja jalus. Samal ajal väheneb sisekõrva - kõrvakalli - edastatav rõhk. Kuid liiga valjud helid on kuulmisele kahjulikud ja 140 dB helid põhjustavad valu ja 160 dB helid põhjustavad kuulmekile hävimist. Kuidas kaitsta oma kuulmist: sulgege kõrvad ja avage suu.

Vaatamata struktuuri põhimõttelisele sarnasusele on erinevate imetajate kõrvadel oma omadused. Kuulmisorganite individuaalsed omadused võimaldavad erinevatel loomadel tajuda erinevaid helisid. Seega kuuleb inimene helisid sagedusega 20–20 000 Hz ning kuuldavuse piirid muutuvad koos vanusega. Lapsed on võimelised kuulma kuni 40 kHz, s.o. ultraheli. Vanusega see võime väheneb. On kindlaks tehtud, et 40 aasta pärast langeb sagedusskaala ülempiir viis aastat järjest iga kuue kuu järel 80 Hz võrra.

Paljud loomad tajuvad ultraheli kogu oma elu jooksul, näiteks koerad - kuni 60 kHz; rebased kuni 65 kHz; nahkhiired kuni 250 kHz, vaalalised suhtlevad ka ultraheli abil. Ja mõned mereloomad (kalmaar, seepia, kaheksajalad) tajuvad infraheli.

(Bioloogiaõpetaja) Sa tead, et loomad elavad erinevates kohtades. Sõltuvalt elupaigast on nende kõrvad erineva kujundusega. Proovime mõne looma näitel selgitada nende kõrvade ehituse bioloogilist teostatavust. Panen loomadele nimed ja proovite kindlaks teha nende kõrvade struktuuri bioloogilise teostatavuse: (küsimuste aruteluga kaasneb asjakohaste loomade fotode näitamine)

1. küsimus. Miks vaaladel, tavalistel delfiinidel ja muttidel pole üldse kõrvakest? Vastus: Vees ja maal, kus need loomad elavad, jääks pinnas ainult teele. Et vältida mulla sattumist kuulmekäiku, on mutil spetsiaalne klapp, mida saab vastavalt vajadusele avada ja sulgeda.

küsimus 2: Nutria kõrvad on väikesed, ümarad ja nende ülemine serv on pööratud sissepääsuava poole, kõrva allääres on kõva ja pikkade karvade tutt, miks? Vastus: Nutria elab vees ja maal, seega peab ta kuulma mõlemas keskkonnas. Jämedate karvade tutt takistab vee sattumist kuulmekäiku.

3. küsimus: Aafrika fenneki rebane ise on väike (30-40cm), kuid tema kõrvad on kuni 15cm. Kuidas seda seletada? Vastus: Feneki kassi kõrvad pole mitte ainult kuulmisorgan, vaid osalevad ka termoregulatsioonis. Kuuma kliimaga loomadel on kõik väljaulatuvad kehaosad (kõrvad, saba, jäsemed) palju pikemad kui sugulasliikidel külmas kliimas (Alaini reegel). Need struktuuriomadused suurendavad keha kogupinda ja seega ka selle soojusülekannet. Sama võib öelda ka elevantide suurte kõrvade kohta, mis pealegi suudavad tüütuid putukaid suurepäraselt tõrjuda.

7. Tunni kokkuvõte.

(Õpilased võtavad kokku) Niisiis, teeme tänasest tunnist kokkuvõtte. Helisignaalidel on loomade elus suur tähtsus. Loomade vahel looduses eksisteerivate helisignaalimeetodite uurimine ehk bioakustika tegevus on oluline nii teadusliku kui ka praktilise inimtegevuse jaoks.

Bibliograafia

Morozov V.P. Huvitav bioakustika. Ed. 2., täiendav, ümbertöödeldud – M.: Teadmised, 1987.
Stishkovskaya L.L. Ja kuldkala ütles. Teadus- ja ilukirjandus/Kunstnik V. Levinson. – M.: Det.lit., 1989.
CD. 1C: Kool. Bioloogia (inimene ja tema tervis), 9. klass. Kirjastuskeskus “Ventana-Graf”, õpikutekst koos illustratsioonidega, 2006.
CD. 1C: Kool. Bioloogia (loomad), 7. klass. Kirjastuskeskus “Ventana-Graf”, õpikutekst koos illustratsioonidega, 2006.

Lindude hääleproduktsiooni ja helisuhtluse mustrid on kaasaegse ornitoloogilise bioakustika üks olulisemaid valdkondi. Lindude hääleaparaadi funktsionaalse füsioloogia uurimine on seotud suurte raskustega, peamiselt alakõri morfoloogiliste tüüpide mitmekesisuse tõttu klassi erinevates süstemaatilistes rühmades (Teresa, 1930; Ames, 1971). Viimasel ajal on kõige lootustandvamaks hääleproduktsiooni uurimismeetodiks lindude tekitatud helide akustilise struktuuri analüüs spetsiaalsete raadioelektrooniliste seadmete abil. Selle meetodi kasutamine seoses varajase ontogeneesiga võimaldab tuvastada lindude vanusega seotud häälemustreid.

Akustiliste signaalide teket lindudel embrüogeneesi ajal on kirjanduses väga vähe käsitletud. Teadlased keskendusid embrüote "klõpsavad" helid, mida on kõige lihtsam salvestada vahetult enne koorumist.

Usaldusväärse suhtlusmehhanismina helisidet kasutavad laialdaselt haudlinnud, mille puhul embrüogeneesis kulgeb udusüsteemi areng kiiremini kui nägemise areng. Tibuembrüo sisekõrva mikrofoni potentsiaal vastuseks madala sagedusega helidele registreeritakse inkubatsiooni 11. päeval ja võrkkesta elektriline aktiivsus registreeritakse alles 18. päeval.

Omavahelise suhtluse loomist soodustab embrüote kuulmisanalüsaatori heterokrooniline areng. See tagab maksimaalse kuulmistundlikkuse enne koorumist sagedusvahemikes, mis vastavad peamistele energiamaksimumidele vanemate helisignaalides ja oma häälitsustes. Akustiline aferentatsioon varase ontogeneesi teatud etappides mõjutab otseselt kuulmise arengut ja kiirendab embrüo enda häälitsusele iseloomuliku kõrgsagedusvahemiku valdamise protsessi. Tibude tajutavate sageduste vahemik nii haudme- kui ka poolhaududel langeb kokku täiskasvanud lindude liigispetsiifiliste signaalide spektraalsete omadustega, mis on efektiivsed vastavate käitumisvormide puhul, millel on oluline adaptiivne tähendus. See seisneb selles, et embrüote ja täiskasvanud lindude vaheline liigispetsiifiline helisignaal tagab haudme koorumise sünkroniseerimise ja selle edasise eksisteerimise stabiilsuse säilitamise.

Akustilise signaali arengut lindudel sünnieelses ontogeneesis vahendab kopsuhingamise teke. Esimesed embrüote helisignaalid tekivad juba enne nende väljumist munaraku õhukambrisse. Ilmumise aja poolest vastavad need "spontaansele" hingamisele, mis toimub amnioniõõne õhu tõttu. Samal perioodil luuakse vastastikune akustiline side embrüote ja hauduva linnu vahel. Seda nähtust on täheldatud kahlajate puhul, nagu jumalakartuli, gallinaceae ja lamellnokklind.

Heli tekitavate süsteemide toimimise algus on erinevate süstemaatiliste rühmade esindajate lõikes väga erinev. Embrüote esimesed helisignaalid on üksikud piiksumised, mis on eraldatud pikkade intervallidega - kuni 30-60 minutit. Pärast embrüo sisenemist munaraku õhukambrisse suureneb selle heli aktiivsus järsult, mis näitab tõelise kopsuhingamise ilmnemist. Kriginate intensiivsus suureneb, neid on kuulda ka ilma munakoort avamata, kuid siiski lahutavad neid pikad pausid - 20-40 minutit. Koorumisega – esimeste pragude ilmnemisega kestale – kaasneb üksikute kriuksumiste rühmitamine 2-3 impulsi jadana. Embrüote motoorset aktiivsust selles arengujärgus saadab intensiivne kriuksumine; nende kiirguse sagedus suureneb oluliselt munade äkiliste liigutuste ja vibratsiooniga.

Kestus paranataalne periood (koore nokkimisest koorumiseni) korreleeruvad lindudel inkubatsiooniperioodi kogukestusega. Tähelepanuväärne on lühike paranataalne periood aastal rhea Ja grebes. See paradoks on seotud liigi pesitsusökoloogiaga. Paranataalse perioodi kestuse vähendamine rheas miinimumini on embrüogeneesi kohanemine kuivade tingimustega. Kestmembraani nokitsemine embrüo poolt enne koorumist põhjustab niiskuse intensiivse aurustumist, mis pika parataalse arenguperioodi jooksul savanni ja poolkõrbe tingimustes võib jõuda kriitilise väärtuseni ja viia siduri surmani. Vääride pesades on seevastu kõrge õhuniiskus nende "ujuva" struktuuri tuntud tunnuste tõttu. Samuti võib embrüote pikaajaline viibimine kestade lagunemise staadiumis kõrge (liigse) niiskuse tingimustes olla neile kahjulik. Sellega seoses, vaatamata embrüote heli tekitava süsteemi varajasele aktiveerumisele, vähendatakse tihase paranataalse arengu kestust miinimumini.

Klõpsavad helid on lindude hääle arendamise ajal erilisel kohal. Need kaasnevad kopsuhingamisega ja on iseloomulikud embrüotele. Arvatakse, et "klõpsavad" helid tekivad hingetoru, bronhide või kõri kõhre liikuvuse tõttu. Uuringud on näidanud, et "klõpsud" on embrüogeneesi ajal lindude hääle arengu ajal kronoloogilises järjekorras teist tüüpi helisignaalid. Esimesed "klõpsud" - ebaregulaarsed ja madala intensiivsusega - registreeritakse embrüotel mitu tundi enne kesta nokkimist. Nende rütm ei ületa 10 minutis. Seeriad, sealhulgas 10 kuni 50 impulssi, vahelduvad kuni 5-15 minutiliste pausidega.

Kesta nokitsemine ja sellele järgnev pulmonaalse hingamise stabiliseerumine viib embrüodes regulaarse ja intensiivsema “klõpsu” tekkeni. Kuna “hingamistoimingutega kaasnevad klõpsatavad helid, siis nende rütm tõuseb kuni koorumiseni, olles indikaatoriks hingamise arengule ja stabiliseerumisele. Spektraalsete ja ajaliste parameetrite järgi on need lühikesed (10-30 ms), rütmilised lairibaimpulsid. Klõpsavate helide liigispetsiifilisi omadusi ei leitud. “Klikkide” rütm on lisaks embrüote vanuselistele iseärasustele otseselt sõltuv välistemperatuurist, mis on tingitud hingamisliigutuste intensiivistumisest. Haudme- ja poolhaudsete lindude puhul on klõpsatavad helid aluseks embrüote akustilisele stimulatsioonile, mis kiirendab embrüonaalset arengut ja sünkroniseerib tibude haudumist.

Embrüote üleminekuga atmosfääriõhu hingamisele kaasneb kiirgavate helisignaalide rütmiline organiseerimine. Nende teatud kategooriad (“ebamugavuse”, “mugavuse signaalid”) omavad funktsionaalset tähtsust embrüote ja hauduvate lindude vahelises helisuhtluses. Mitmetes rühmades muudavad kooremembraani nokitsemine ja embrüote pulmonaalse hingamise stabiliseerumine järsult väljastatavate signaalide spektraalstruktuuri. Üldiselt toimub üleminek "müra" või lairibasignaalide emissioonile, millel pole praktiliselt väljendunud sagedusmodulatsiooni, lindudel, kellel on kõri alumise osa "primitiivne" struktuur. Alumise kõri primitiivne ehitustüüp mida iseloomustab üks paar lihaseid ning mõnel pahkluu liigil (toonekured) ja silerinnalistel lindudel (emu, rhea, Aafrika jaanalind) ning see väheneb oluliselt. Arenenud alumine kõri (näiteks song-passeriinidel) määrab häälelihaste keerukuse (8-12 paari); seda iseloomustab luustuvate hingetoru rõngaste tugev modifikatsioon.

Signaalide struktuurne ja dünaamiline korraldus on samuti erinev. Paksu nokaga kiilude embrüod on võimelised väljastama nii individuaalseid impulsse kui ka trillisiaalsignaale. Signaalide trillstruktuur ei ole tüüpiline sihvakasnokkade sünnieelsele ontogeneesile. Selline varajane ja tugev erinevus lähisuguluses olevate kidraliikide akustiliste signaalide süsteemides on ilmselt tingitud nende ühisest pesitsemisest kolooniates. Killide pesitsuskolooniates ei jõua kõrgele mitte ainult liikidevaheline äratundmine, vaid ka individuaalne äratundmine perekondade sees.

Lindude akustilise signaalisüsteemi küpsus ja keerukus koorumise ajal määratakse kindlaks arengutüübi ja liigi ökoloogiliste omadustega. Haudme- ja poolhaudsete lindude sünnieelses ontogeneesis moodustuvad kõik peamised signaalikategooriad: "ebamugavustunde", "mugavuse", "toidu kerjamise" jne helid. Embrüodes ei registreerita ainult häiresignaale.

Fulmar embrüod (Fulmarus glaclalis) ja skuas (sugukond Stercorariidae) on koorumiseelses faasis võimelised tootma kõiki täiskasvanud lindudele iseloomulikke helisignaale. Nende liikide juveniilsete ja lõplike akustiliste signaalide süsteemide võrdlev analüüs näitab, et vanusega seotud muutused väljenduvad peamiselt spektripiiride laienemises ja signaalide kestuse pikenemises. Helisignaalide struktuur embrüote ja täiskasvanud lindude puhul on peaaegu identne. Seega on tubenooside ja skuaside puhul akustilise signaalimissüsteemi arengu tüüp rangelt kindlaks määratud. Kõik helisignaalide kategooriad moodustuvad sünnieelses ontogeneesis ja on vastavalt oma struktuurilisele korraldusele nagu lõplike signaalide koopiad. Signaalide funktsionaalset diferentseerumist ja struktuurilisi komplikatsioone ei esine.

Enne koorumist reageerivad embrüod aktiivselt ebamugavustunde signaalidega teatud välismõjudele: jahutamine, äkiline muna pööramine, raputamine jne. Impulsside arv ja nende emissiooni rütm ei ole rangelt fikseeritud ja ilmselt määrab füsioloogilised omadused. embrüote seisund ja välistegurid. Mugavussignaalid on kõrvaga kergesti eristatavad ebamugavustunde signaalidest ja neid tajutakse vaikse piiksumise või vilinana. Nende embrüote emissiooni intensiivsus on palju madalam kui ebamugavussignaalide intensiivsus. "Mugavussignaalid" registreeritakse tavaliselt embrüote motoorse aktiivsuse "puhangute" lõpus, jahutatud munade soojendamisel ja nende vibratsioonil.

Üks "mugavuse" helide sortidest hõlmab "mugavaid" trille. Embrüod toodavad trille etappide kaupa otse eelkoorumine. Tavaliselt järgnevad trillid V"mugavate" helide seeria lõpus ja lõpetage see. Lamellnokkade, kanade, rööbaste ja mõnede teiste linnuliikide embrüoid iseloomustavad trillide helide ühe variandina “unised” trillid. Need erinevad tavalistest "mugavatest" trillidest oma spektraalse kitsariba ja lühema impulsi kestuse poolest. Jahutatud munade soojendamisel on "unised" trillid tavalised; embrüote motoorne aktiivsus on sel juhul oluliselt vähenenud.

Vahetult enne koorumist lõikavad embrüod muna koore läbi: selle protsessiga kaasnevad spetsiifilised "instrumentaalsed" helid, mis tekivad siis, kui muna “hammas” hõõrub vastu koort. Nende helide intensiivsus on äärmiselt madal.

Koorest väljuvaid tibusid saadavad “koorumise” signaalid.. Nende kiirgust põhjustavad valulikud aistingud, kuna sel hetkel katkeb tibude nabavars. Spektralis-ajaliste parameetrite järgi on “kooruvad” signaalid lähedased “ebamugavustunde” helidele.

Helisignaal hauduvate ja poolhauduvate lindude haudumiseelses etapis tagab side ühelt poolt siduris olevate embrüote ning teiselt poolt embrüote ja hauduva linnu vahel. Sel perioodil toimuv helisuhtlus koordineerib embrüote käitumist ja viib esmase akustilise kontakti loomiseni vanematega, mille alusel tekib pärast koorumist stabiilne side täiskasvanud linnu ja haudme vahel. Ebamugavussignaalide rütm embrüote puhul suureneb, kui lind pesast lahkub. Sel juhul stimuleerivad need hauduva linnu tagasipöördumist. Loote loomuliku haudumise ajal tekitatud helide magnetiline salvestamine on paljastanud mõningaid jooni nende helisuhtlusest hauduva linnuga. Seega viis haudmekana häiresignaalide väljastamine embrüote helitegevuse lakkamiseni. Kana lahkumine pesast tekitas 5-8 minuti pärast embrüote intensiivseid “ebamugavustunde” signaale ning linnu tagasitulek ja tema hüüdhelid aktiveerisid “mugava” tunde. « äratus Kanale "ebamugavustunde" helide mängimine magnetofoni abil viis selleni, et ta andis aktiivselt kutsumissignaale, liikus pessa ja koputas nokaga munakoori. Embrüote "mugavuse" signaal tema käitumises olulisi muutusi ei põhjustanud.

Seega akustiliste signaalide põhitüüpide moodustamine valmib enne koorumist, mis tagab järgnevalt kogu haudme eduka akustilise orientatsiooni.Üleminekuga embrüotele iseloomulikult väliskeskkonna akustiliselt tajumiselt kompleksse aferentatsiooni tajumisele pärast koorumist kaasneb tibudel signalisatsiooni edasiarendamine. Ilmuvad uued akustiliste signaalide kategooriad, mida embrüote puhul pole täheldatud: indikatiivne murettekitav ja murettekitav-kaitsev. Koos sellega arenevad edasi “ebamugavuse” ja “mugavuse” signaalid.

Looduses on kõik omavahel seotud ja seetõttu sõltub mõne isendi käitumine otseselt teiste käitumisest. Nii näiteks tõuseb madalikul toituv kahlajaparv kohe õhku, kui üks tiiblane õhku tõuseb. Ja suure kooli ühe hane hoiatushüüd viib kõigi lindude lendu. Samuti võib pardi vutt meelitada ligi kaugelt mööda lennavat drake. Selgub, et lindudel on oma keel, mille abil nad suhtlevad ja üksteist mõistavad. Jätkates meie artiklite sarja lindude elust (vaata täpsemalt siit), kutsume teid täna just sellest rääkima...

Lindude keel ja selle tähendus lindudele

On põhimõtteliselt vale langeda antropomorfismi ja püüda loomade keelt humaniseerida. Lindude suhtlemismehhanismid erinevad inimestevahelisest suhtlusest. Ja me ei tohiks seda erinevust unustada. Seetõttu poleks õige arvata, et lendavat kulli nägev kana teeb ähvardavaid hääli, sest tahab teisi kanu ohu eest hoiatada. Pigem on tema nutt alateadlik reaktsioon, loomulik reaktsioon vaenlase ilmumisele. Sarnane reaktsioon käivitab sellel linnul põgenemismehhanismid. Kuid teised kanad, kes kulli ei näe, kuid kuulevad kana nuttu, reageerivad sellele siiski ja jooksevad minema. Pealegi pole nende jaoks ärritaja mitte kull ise, vaid esimese kana käitumine ja tema nutt.

On tähelepanuväärne, et sellisesse olukorda sattudes karjub isegi täiesti üksi olev kana. Tuleb välja, et tema käitumine ja karjed on teadvuseta instinktide ilming? See on täiesti võimalik ja just nemad on teadvustamata instinktid on üks olulisemaid bioloogilisi kohanemisi, mis võimaldavad liigil kiiresti vaenlaste eest põgeneda, toitu leida ja üldiselt oma linnukoosluse või parve tegevust koordineerida. Just see on loomakeele oluline ülesanne, mis annab kõik eksistentsi põhiaspektid ja aspektid - toitumis-, rände-, paljunemisprotsessid...

Seetõttu saab lindude ja loomade keele olemust seletada väga lihtsalt - see ühe elusorganismi reaktsioon stiimulile, mis on teisele elusorganismile arusaadav. Ja just sellise stiimuli demonstreerimine võib teises loomas reaktsiooni esile kutsuda. Nii tekib side ja suhtlus sama liigi erinevate loomade vahel. Ja stiimul ise, mis toimib ühendava lülina, toimib selliste ühistegevuste jaoks ainult signaalina või käivitajana.

Lindude helide tüübid

Samas võivad signaalid, mida loomad ja linnud omavaheliseks suhtlemiseks kasutada saavad, olla väga erinevad. Nende hulka kuuluvad jäljed, naiste lõhnad, poosid ja eredad värvilaigud. Ja loomulikult on selle üldise käitumise juures suur tähtsus lindude erinevatel helidel. Seega võib tedre vaikne vile (uurige, kuidas seda maitsvalt küpsetada - otsige retsepti) meelitada teisi sarapuuteid ja emase vuti hääl põhjustab selle liigi isastel vastukaja. Tiheda ja kõrge rohu sees jooksvate tibude vingumine võimaldab nende emal oma poega üles leida ning teder ei eksi ega jookse minema.

Linnukeele tööriistad

Helisignaale vastuvõtvad meeleorganid on kanalid, mille kaudu toimub otsene lindudevaheline suhtlus, ja need on peamised loomakeele vahendid.. Reeglina kasutatakse neid signaale, mis on tihedalt seotud meeleelunditega ja on selles loomarühmas enim arenenud. Lindude jaoks on see nägemine ja kuulmine, imetajate jaoks aga kuulmine ja haistmine. Samas peab seose iseloom rangelt vastama liigi bioloogia iseärasustele. Seega peavad linnud kui lendavad olendid ja avatud elustiili järgijad suutma õigeaegselt reageerida kõrvalistele stiimulitele, mis asuvad neist väga kaugel, juba ammu enne sellistele stiimuliobjektidele lähenemist. Seetõttu on asjakohane seda kaaluda

Lindudevahelise suhtluse aluseks on just visuaalsed stiimulid, millele lisanduvad helilised olukordades, kus visuaalse tajumise võimalus on piiratud.

Lindude heli tekitamise mehhanismid

Lindudel on heli tekitamiseks spetsiaalsed mehhanismid. Neil on instrumentaalne või mehaaniline hääl, mis on tihedalt seotud linnu keha pinnal leiduvate struktuuridega. Seetõttu pole üllatav, et lindude sulestik on sageli heli tekitamisel kaasatud. Seega on meie jahimeestele hästi tuntud snaipid võimelised tekitama helivibratsiooni oma väliste sabasulgede abil, mis on mõnevõrra kitsendatud ja näevad välja nagu kõvad lehvikud. Samas võib nänni bleisemist julgelt pidada tema paaritumiseks. Ja mõned ornitoloogid usuvad isegi, et kärisevad helid, mida näkk oma lennu ajal teeb, ei ole põhjustatud tema sabasulgedest, vaid tiibade sulgedest. Paljudel kanadel on ka oma viis isase ja emase kurameerimiseks. Seda on selgelt näha kodukanade näitel. Kukk langetab jõuliselt tiivad ja jookseb käpaga mööda kõvasid lennusulgi, sellise tegevuse tulemusena tekib iseloomulik praksumine. Kukede terav ja pikk kasv – seda nimetatakse kannuks – on seotud ka praeguste helide taasesitamise protsessiga.

Teadus on ka tõestanud, et mõne pardi lennu ajal tekkivatel vilistavatel helidel (need tekivad õhuvoolude hõõrdumisel vastu pardi kõvasid sulgi) on samuti oma signaaliväärtus. Need helid on selgelt kuuldavad isegi kaugelt ja inimkõrv suudab neid tabada 30 meetri või kaugemalt. Muide, selliste instrumentaalsete iseloomulike helide järgi saab hea jahimees hõlpsasti eristada, millised linnud lendavad.

Sageli on kevadel metsas kuulda rähni trummeldamist, kes tekitab selle heli sagedaste ja tugevate löökide abil oma kõva nokaga kuivale puidule. Kuivas puus tekib resonants, heli tugevneb ja levib kaugele üle metsa. Sellise trummeldamise intensiivistamiseks saab rähn välja valida konkreetselt üksikud terava tipuga oksad. Viimased on omamoodi loomulik seade heli salvestamiseks ja võimendamiseks. Huvitav on ka see, et eri liiki rähnid trummeldavad erineva sagedusega, sõltumata nende soost. Ja nende murdosa on viis, kuidas need linnud üksteist ära tunnevad.

Signaalikeeles on suur tähtsus ka tiibade lehvitamisel. Seda saab teha nii maapinnal - lindude paaritumisel kui ka õhus. Sageli võib noka või jalgade koputamine põhjustada reaktsioone ka teistel lindudel. Saate seda ise kontrollida. Kanad jooksevad, kui kuulevad laual kerget koputamist ja tajuvad seda signaalina toidu hankimiseks. Tähelepanuväärne on, et täiskasvanud kanade puhul jääb selle signaali tähendus samaks.

Lindude hääl

Ja kuigi instrumentaalhelisid leidub paljudes linnurühmades, pole nende tähtsus tegelikult nii suur. Põhikoormust kannab lindudel siiski nende päris hääl ehk teisisõnu need on helid, mida linnud oma kõri abil tekitavad. Nende helide helispekter on üsna suur ja mitu korda suurem kui inimhääle spekter. Näiteks kui kuulate pikakõrvalise öökulli paaritushüüdu, kõlab see sagedusega 500 Hz ja väikeste pääsulindude helid hõlmavad ultraheli sagedusi kuni 48 tuhat Hz ja loomulikult suudab inimese kõrv ei kuule neid enam.

Lindude hüüded

Linnuhäälte kogum, mida inimene kuuleb, sisaldab kuni sadu hüüdeid, meloodiaid, kõnesid, stroofe, mis erinevad intensiivsuse, sageduse, tämbri jms poolest. Meie sookurgedele lähedasel Ameerika linnul siriemaks on võime taasesitada kuni 170 erinevat heli, laululindudel on aga veelgi laiem helivõime.

On erinevaid elusituatsioone, kus linnud teevad teatud identseid hääli, mis on seotud toitumise, tibude toitmise, paljunemise, pesitsemise, paaritumise jne. Tänu kaasaegsete helisalvestusseadmete ja kaasaegsete väljatöötatud füsioloogiliste meetodite kasutamisele on inimestel ainulaadne võimalus mõne linnusignaali semantiline ja bioloogiline tähendus lõpuks lahti mõtestada.

Dr Skorpe ja Inglismaa kulutasid sellele dekodeerimisele palju aega ning tal õnnestus välja selgitada, et vindidel on 5 signaali, mis on seotud keskkonda hindava teabega, 9 signaali on seotud karjasiseste suhete ja pesitsusperioodiga, 7 signaalil on identifitseerimine. tähendus ja 7 on seotud ruumis orienteerumisega. Noh, kärbsenäpil on kuni 15 inimese poolt dešifreeritud signaali, harilikul aga 14, sama palju signaale dešifreeriti ka musträsta keelest.

Lindude hüüde tähendus

Samas võimaldab juba linnusignaalide bioloogilise tähenduse dešifreerimine loota sellele, et selliste helide täpse taasesituse korral on vastuseks võimalik saada eelnevalt ennustatav motoorne reaktsioon. . Näiteks kui lasete tihanel kuulata signaali, mis stimuleerib tema kohest õhkutõusmist, ja seejärel signaale kerida, et lend peatada, saate sel viisil kontrollida linnu liikumist õhus.

Toitu kerjavate tibude kisa jäljendamine võib aga põhjustada täiskasvanud lindude liikumist heliallika poole.
Allpool on toodud nende signaalide loetelu, mille bioloogilises olulisuses ei saa kahelda.

Rahulolu signaal

See on pikk ja vaikne piiksatus, mida sageli eritavad kanade ja teiste haudmelindude tibud. Nii siplevadki tihti soojad ja hästi toidetud kanad. Samamoodi näitavad oma rahulolu kajakate, kahlajate ja mõnede pardiliikide tibud. Märk on signaal ja väike möödakäija.

Anussignaal

Seda kiirgavad oma vanemate poolt toidetud tibud - pääsulinnud, kajakad, alked... Pealegi võib sellist signaali olla 2 tüüpi. Esimese võib omistada kõige pisematele tibudele, kes eritavad seda toitu ja vanemaid nähes, teine on tüüpilisem poegadele ja nad eraldavad seda vanemate puudumisel. Tibud teevad seda selleks, et täiskasvanud linnud leiaksid nad üles. Muide, see signaal võimaldab tibudel kokku jääda.

Tunni eesmärk: tutvustada õpilastele nende jaoks uut teadust – bioakustikat; kaaluma helide taasesitamise viise loomamaailmas; tuvastada erinevate loomade kuulmisorganite ehituse teostatavust; kordama teadmisi teemal “Helilained”.

Lae alla:

Eelvaade:

Valla eelarveline õppeasutus
"Õhtu(vahetus)keskkool nr 4"

Artemovski linnaosa

Integreeritud õppetund

(bioloogia + füüsika)

teemal “Helisignalisatsioon loomade elus”

T.G. Selivanova, füüsikaõpetaja

L.V. Saarmas, bioloogiaõpetaja

Artemovski linnaosa

2013 – 2014 õppeaasta aastal

Tunni eesmärk: tutvustada õpilastele nende jaoks uut teadust – bioakustikat; kaaluma helide taasesitamise viise loomamaailmas; tuvastada erinevate loomade kuulmisorganite ehituse teostatavust; kordama teadmisi teemal “Helilained”.

Varustus: magnetofon, erinevate loomade hääled, plakat “Kõrva struktuur”, loomade fotod. Heligeneraator, häälehark, haamer.

Tunniks valmistumine:Tahvlile kirjutatakse tunni teema, tunniplaan, väited - tunni epigraafid.

"Loomakeele mõistmine on sama vana unistus kui inimkond ise"

C. Fabry

"Loomade kaitsmise ülesanne nõuab nende mõistmist"

N. Tinbergen

Tunniplaan:

Sissejuhatus
Praktiline töö “Helisignaalide tähendus”
Bioakustika ajalugu
Heli ja selle omadused
Kes mida ütleb?
Kes kuuleb?
Järeldus õppetunnist.

Tundide ajal

1. Õpetaja sissejuhatav kõne.

(füüsikaõpetaja) Tänase tunni teemaks on “Helisignaalid loomade elus”. Tund on integreeritud, sest täna räägime bioakustikast ja see on keeruline teadus, mis ühendab bioloogia ja füüsika teadmised. Töötame tahvlil antud plaani järgi.

Looma jälitamine ja tapmine jahil, tema kihvade vältimine, loomade taltsutamise abil abimeeste tegemine – see kõik nõuab loomade käitumise sügavat mõistmist.

Pikka aega kirjutasid bioloogid termini "loomakeel" jutumärkides, kuid nüüd on nad tunnistanud selle mõiste legitiimsust tähistamaks loomade võimet üksteisega suhelda.

2. "Helisignaali tähendus." Praktiline töö laua kujundamisega vihikus.

(bioloogiaõpetaja)Ja nüüd kutsume teid kuulama meie planeedi erinevates osades salvestatud loomade hääli. Äkki tunned kellegi ära? Ja mõelge, kui olulised võivad piiksud olla. (Helide salvestamine) Töö tulemused on toodud tabelis:

Järeldus: Nii et teeme kokkuvõtte. Helisignaali tähtsus loomadele:

1. Liigisisene suhtlus:

a) sama liigi eri soo esindajate vahel pesitsusperioodil (seksuaalpartneri otsimine või rivaaliga võitlemine paaritumisvõimaluse pärast);

b) järglaste eest hoolitsemine (toidu otsimine, ohusignaalid);

c) sotsiaalsetel loomadel on ühine toiduotsing, kollektiivne kaitse;

d) territooriumi märgistamine.

2. Liikidevaheline suhtlus:

a) annab ohvritele võimaluse vältida kiskja rünnakut ja võimaldab kiskjal seda avastada;

b) vastastikmõju konkureerivate liikide vahel.

3. Bioakustika ajalugu

(bioloogiaõpetaja räägib)Kaks ja pool tuhat aastat tagasi alustas Kreeka mõtleja ja matemaatik Pythagoras (teate tema teoreemi) maailma esimesi akustilisi katseid. Pythagoras suri. Möödus sajand sajandi järel ja heliteadus, millele ta aluse pani, peatus. Kuni 1638. aastani, mil Galileo Galilei Pythagorase tööd jätkas, ei tehtud ühtegi katset. Ja siis saabus üheksateistkümnes sajand. Avaldatakse saksa teadlase Hermann Helmholtzi klassikalised akustikateosed.

Täna räägime bioakustikast ja see on keeruline teadus, mis ühendab bioloogia ja füüsika teadmised. Akustika on teadus helidest ja bioakustika uurib igasuguseid looduslikke heliside meetodeid elusolendite vahel. Bioakustika ei huvita ja ühendab mitte ainult biolooge ja füüsikuid, vaid ka keeleteadlasi, psühholooge, insenere ja paljusid teisi spetsialiste.

Kutsumissignaale edastades saate püünistesse meelitada kalu või putukaid ning ohusignaalide sisselülitamisel peletada loomi eemale soovimatutest kohtadest, kus nad viibivad.

Näiteks: põhjas käivad karud sageli külades, et prügihunnikutes toitu otsida. Kutsumata külalistest vabanemiseks salvestati kahe kakleva karu raevukas röögatus magnetofonile ja mängiti ühes külas läbi valjuhääldi. Julged külalised tõmbusid hirmunult tagasi ja unustasid tee sinna pikaks ajaks.

4. Heli ja selle omadused

(füüsikaõpetaja) Elusorganismid on võimelised tekitama väga erinevaid üksteisest erinevaid helisid. Tuletame füüsikatundidest meelde, mis on heli ja kuidas võivad helid üksteisest erineda? (frontaalne vestlus-uuring õpilastega)

Küsimus: Mis on heli?

Vastus: Heli on elastsed kokkusurumis- ja vähenemislained, mis levivad tahkes, vedelas või gaasilises keskkonnas.

Need. heli on tavaline mehaaniline laine, mis kujutab vahelduvaid kondenseerumis- ja hõrenemispiirkondi.

Kuid igal helil on oma omadused, s.t. selle omadused.

küsimus: Milliseid heliomadusi teate?

Vastus: Kõrgus, helitugevus, tämber.

küsimus: Mis on heli kõrgus või toon?

Vastus: See on omadus, mille määrab helilaine vibratsiooni sagedus. Kõrgemad sagedused vastavad kõrgetele helidele, madalamad madalatele helidele.

küsimus: Mis sagedusega helisid inimene tajub?

Vastus: 20 kuni 20 000 Hz (käitakse katset heligeneraatoriga)

küsimus: Millised helid jäävad nendest piiridest kaugemale?

Vastus: Infraheli (sagedus alla 20 Hz) ja ultraheli (sagedus üle 20 kHz)

küsimus: Mis on helitugevus?

Vastus: See on omadus, mille määrab helilaine vibratsiooni amplituud. Mida suurem on amplituud, seda suurem on helitugevus.

küsimus: Millistes ühikutes seda mõõdetakse?

Vastus: Mõõdetud dB-des.

küsimus: Millist omadust nimetatakse tämbriks?

Vastus: Heli värvumine, mis tuleneb mitme ülemheli superpositsioonist.

Just tänu tämbrile suudame eristada erinevate muusikariistade helisid, erinevate inimeste, loomade, lindude hääli.

Iga laine üks omadusi on selle levimiskiirus.

küsimus: Mida saate selle omaduse kohta öelda? Millest see oleneb?

Vastus: Heli kiirus on erinevates meediumites erinev. Tahketes ainetes rohkem, gaasides vähem, sest osakeste vastastikmõju gaasilises aines on kõige nõrgem.

Kõike eelnevat kokku võttes võib märkida, et kogu helide mitmekesisus on seletatav nende erinevate omadustega.

5. Kes mida ütleb?

(füüsikaõpetaja) Helil pole loomade elus vähe tähtsust. See on teabe edastamise vahend. Loomad on võimelised tegema hääli, näiteks oskavad inimesed rääkida. Kuidas heli tekib? Pöördume kogemuse poole. Lööme haamriga vastu häälehargi jalgu ja kuuleme heli. Miks heli tekib?

Vastus: Kui lööd haamriga vastu häälehargi jalgu, hakkavad need vibreerima, mis põhjustab õhuvõnke, mis levivad ruumis, s.t. tekib helilaine.

See tähendab, et heli allikaks on vibreeriv keha.

Miks nad kasutavad katses puitkasti kujulist alust?

Statiivi ennast nimetatakse resonaatoriks.

Kuidas loomad hääli teevad? Vaatleme seda küsimust inimese näitel. (bioloogiaõpetaja jutt häälepaeltest).

Milliseid muid viise loomad helisid tekitavad? (õpilase sõnum) Märkige oma märkmikusse teatamise ajal looma nimi ja "mida see ütleb":

Looma nimi	Heli tekitavad organid

Raport "Kuidas loomad helisid tekitavad?"

(Aruandele on lisatud asjakohaste loomade fotod)

Lindude kõri sarnaneb imetajate kõriga, kuid linnud seda eriti ei kasuta. Seda nimetatakse "ülemiseks kõriks". Miks ülemine? Jah, sest seal on ka alaväärtuslik ehk syrinx. Sürinx on eriline organ. Ainult lindudel on see. Sügaval rinnus, kus hingetoru jaguneb bronhideks, on kamber. Kui vaatate selle kambri sisse, näete igas bronhis häälemembraane. Kuigi sirinksi anatoomiat on väga hästi uuritud, on see nii keeruline süsteem, et siiani pole ühtset teooriat, mis selgitaks, kuidas lindudel helisid tekivad. Kiirus, millega linnud oma hääli tekitavad, on erakordne. Aed-lagle jõuab 1 minutiga laulda 250 häält ja sookakk täpselt kaks korda rohkem.

Olles hüdrofonid vette lasknud, avastasid teadlased, et "kalad ei ole lollid". Näiteks pätt "klõbistab ja klõbiseb". Stauriid "haugub". Trummarkala teeb hääli, mis meenutavad tõesti trummipõrinat, merikurn nurrub ja „muriseb” ilmekalt. Mõne merekala helijõud on nii suur, et põhjustas Teise maailmasõja ajal laialt levinud akustiliste miinide plahvatusi, mis olid loomulikult mõeldud vaenlase laevade hävitamiseks. Üks Amazonases elavatest sägadest, pirarara (mitte segi ajada verejanulise piraajaga), ulatub meetri pikkuseks ja kaalub kuni 100 kilogrammi, teeb trompetiheli, mis sarnaneb elevandi möirgamisele ja on kuulda kellaajal. kaugus kuni 100 meetrit. Neid hääli teeb säga, surudes vee ja õhu segu läbi tihedalt suletud lõpusepilude ja need aitavad tõenäoliselt röövloomi eemale peletada. Amazonase peamine kommertskala haraki kasutab oma ujupõit, et teha kudemise ajal valju heli, mis meenutab mootorratast. Võite ette kujutada sadu isasharakaid, kes kudemise ajal mootorrattaid käima panevad. Teadlased näevad Amazonase “laulvate kalade” rohkuse ja mitmekesisuse põhjuseid selles, et selle jõe veed on lubjakivi ja huumuse segunemise tõttu väga mudased. Visuaalne suhtlus kalade vahel on peaaegu võimatu, seega on loodus asunud mitmesuguse helisignaali väljatöötamise teele. [ 2]

6. Kes mida kuuleb?

(füüsikaõpetaja) Suhtlemiseks peavad loomad mitte ainult hääli tegema, vaid ka neid vastu võtma, s.t. kuulda. Heli vastuvõtja on kõrv. Loomad kuulevad, sest nende kõrvad reageerivad helilainetele. Vaatame imetajate kõrva ehitust, kasutades näitena inimese kõrva. (jutt tabeli “Kõrva sisemine ehitus” põhjal) Kõrva võib jagada kolmeks osaks: välimine, keskmine, sisemine. Väliskõrv koosneb suust ja kuulmekäigust. Keskkõrv: siin paiknevad kuulmekile ja kolm iseloomuliku kujuga luud: malleus, incus ja stapes. Lisaks on keskkõrv ninaga ühendatud kitsa toruga, mis on vajalik keskkõrva õhurõhu ühtlustamiseks väliskeskkonna suhtes. Sisekõrvas on kolm vedelikuga täidetud toru (poolringikujulised kanalid), mis kuuluvad vestibulaarsüsteemi, kõrv, miniatuurne spiraaltoru ja kuulmisnärv.

(bioloogiaõpetaja)Teate, et loomad elavad erinevates kohtades. Sõltuvalt elupaigast on nende kõrvad erineva kujundusega. Proovime mõne looma näitel selgitada nende kõrvade ehituse bioloogilist teostatavust. Panen loomadele nimed ja proovite kindlaks teha nende kõrvade struktuuri bioloogilise teostatavuse:(küsimuste aruteluga kaasneb asjakohaste loomade fotode näitamine)

Küsimus 1: Vaaladel, tavalistel delfiinidel ja muttidel pole üldse kõrvu, miks? Vastus: Vees ja maal, kus need loomad elavad, jääks pinnas ainult vahele. Et vältida mulla sattumist kuulmekäiku, on mutil spetsiaalne klapp, mida saab vastavalt vajadusele avada ja sulgeda.

2. küsimus: Nutria kõrvad on väikesed, ümarad ja nende ülemine serv on pööratud sissepääsuava poole, kõrva allääres on kõva ja pikkade karvade tutt, miks? Vastus: Nutria elab vees ja maal, seega peab ta kuulma mõlemas keskkonnas. Jämedate karvade tutt takistab vee sattumist kuulmekäiku.

3. küsimus: Aafrika fenneki rebane ise on väike (30–40 cm) ja tema kõrvad on kuni 15 cm kõrgused. Kuidas seda seletada? Vastus: fenneki kassi kõrvad pole mitte ainult kuulmisorgan, vaid osalevad ka termoregulatsioonis. Kuuma kliimaga loomadel on kõik väljaulatuvad kehaosad (kõrvad, saba, jäsemed) palju pikemad kui sugulasliikidel külmas kliimas (Alaini reegel). Need struktuuriomadused suurendavad keha kogupinda ja seega ka selle soojusülekannet. Sama võib öelda ka elevantide suurte kõrvade kohta, mis pealegi suudavad tüütuid putukaid suurepäraselt tõrjuda.

7. Tunni kokkuvõte.

(Õpilased ebaõnnestuvad)Niisiis, võtame tänase õppetunni kokku. Helisignaalidel on loomade elus suur tähtsus. Loomade vahel looduses eksisteerivate helisignaalimeetodite uurimine ehk bioakustika tegevus on oluline nii teadusliku kui ka praktilise inimtegevuse jaoks.

Bibliograafia

Morozov V.P. Huvitav bioakustika. Ed. 2., täiendav, ümbertöödeldud – M.: Teadmised, 1987.

Stishkovskaya L.L. Ja kuldkala ütles. Teadus- ja ilukirjandus/Kunstnik V. Levinson. – M.: Det.lit., 1989.

CD. 1C: Kool. Bioloogia (inimene ja tema tervis), 9. klass. Kirjastuskeskus “Ventana-Graf”, õpikutekst koos illustratsioonidega, 2006.

CD. 1C: Kool. Bioloogia (loomad), 7. klass. Kirjastuskeskus “Ventana-Graf”, õpikutekst koos illustratsioonidega, 2006.