Kuva: Aqqa Rosing-Asvid

Sillivalas kuulee kallollaan

Hetulavalaiden tiedetään laulavan, vaikka niillä ei äänijänteitä olekaan. Ääni syntyy päälaella sijaitsevien puhallusaukkojen yhteydessä olevissa onkaloissa, joissa ilmanpaine vaihtelee. Näin syntyy hyvin matalataajuista ääntä, joka kulkeutuu satojen kilometrien päähän.

Tutkijoille on kuitenkin ollut arvoitus, miten valaat kuulevat. San Diegon valtionyliopistossa tehdyn tutkimuksen perusteella valaiden kuulon kannalta keskeinen ruumiinosa on niiden kallo. Ted Cranford ja Petr Krysl tutkivat sillivalaan luustoa ja tuli siihen tulokseen, että kallon luut värähtelevät matalia ääniä vastaavilla taajuuksilla ja välittävät värähtelyt edelleen korvan kuuloluihin. 

Tutkimus liittyy myös merten "äänisuojeluun". Monet ihmisen toimet, kuten meriliikenne, öljynetsintä ja -poraus sekä sotaharjoitukset synnyttävät ääniaaltoja, joiden taajuus on samalla alueella valaille ominaisten äänten kanssa. Ne haittaavat valaiden kommunikointia toistensa kanssa ja tekevät uhanalaisten lajien elämän entistä tukalammaksi.

Suojelutoimien ja niitä koskevan lainsäädännön kannalta on kuitenkin ollut ongelmallista, että valaiden kuuloaisti on tunnettu hyvin huonosti. Tuoreessa tutkimuksessa tehtiin tarkka kolmiulotteinen tietokonemallinnus valaan päästä – luineen, lihaksineen, aivoineen ja aistielimineen kaikkineen – ja sen avulla tarkasteltiin äänen kulkua valaan kehossa. 

Kuva: Jeneene Chatowsky

 

Mallin pohjana käytettiin valasta, joka rantautui vuonna 2003 Sunset Beachille Kaliforniaan. Sitä ei saatu takaisin veteen, joten se menehtyi, mutta sen perintö voi auttaa muita valaita. Tutkijat skannasivat valaan pään röntgenlaitteistolla ja rakensivat näin saadun informaation pohjalta tutkimuksessa käytetyn yksityiskohtaisen mallin. 

Tietokonemalli koostuu miljoonista osasista, joten sen käsittelyyn ja etenkin äänen aiheuttamien värähtelyjen simulointiin tarvittiin paljon laskentatehoa. Käytännössä ääni (eli veden paineenvaihtelut) voi kulkeutua valaan kuuloluihin kahta reittiä: pehmytkudoksia tai kallon muita luita pitkin.

Pehmytkudosten välityksellä matalataajuisen äänen kulkeutuminen on heikkoa, sillä äänen aallonpituus on suurempi kuin valas itse. Kallon luut sen sijaan voivat värähdellä pitkäaaltoisen äänen taajuuden mukaan ja jopa vahvistaa sitä – ainakin teoriassa. 

Ja uuden tutkimuksen mukaan myös käytännössä. Tutkijoiden tekemän simulaation perusteella ääni kulkeutuu valaan kallon luiden välityksellä neljä kertaa tehokkaammin kuin pehmytkudosten kautta ja valaiden ääntelyyn käyttämien matalimpien taajuuksien alueella – 10–130 Hz – jopa kymmenen kertaa tehokkaammin. 

Jatkotutkimuksessa on tarkoitus selvittää, toimiiko myös muiden valaslajien kuulo samalla periaatteella. 

Alla oleva animaatio simuloi sillivalaan kallon luiden värähtelyä 250 hertsin taajuudella. Värähtelyn suuruutta on havainnollisuuden vuoksi liioiteltu. Kuva: Ted Cranford ja Petr Krysl.

ezgif_com-resize.gif

Tutkimuksesta kerrottiin San Diegon valtionyliopiston uutissivustolla ja se on julkaistu PLOS ONE -tiedelehdessä 29. tammikuuta.

 


Juttuja samasta aiheesta