أصوات الحيتان

أثار اهتمام الباحثين كاتي وروجر باين، بالإضافة إلى سكوت مكفاي، بأغاني الحيتان بعد أن لفت انتباههم إليها فرانك واتلينغتون، وهو من سكان برمودا، كان يعمل لدى الحكومة الأمريكية في محطة SOFAR، حيث كان يستمع إلى الغواصات الروسية باستخدام أجهزة الاستماع تحت الماء قبالة سواحل الجزيرة. ^{[ 11 ]} أصدر آل باين كتاب "أغاني الحوت الأحدب" الذي حقق مبيعات هائلة عام 1970، وسرعان ما تم دمج أغاني الحيتان في الموسيقى البشرية، من قبل العديد من الفنانين، من بينهم المغنية جودي كولينز ، وجورج كرامب ، وبول وينتر ، وديفيد روثنبرغ .

يُصدر الحوت الأحدب سلسلة من الأصوات المتكررة بترددات متفاوتة تُعرف باسم أغنية الحوت. ويصف عالم الأحياء البحرية فيليب كلابهام هذه الأغنية بأنها "ربما الأكثر تعقيدًا في عالم الحيوان". ^{[ 12 ]}

تُصدر ذكور الحيتان الحدباء هذه الأصوات بكثرة خلال موسم التزاوج، ولذلك كان يُعتقد في البداية أن الغرض من الأغاني هو المساعدة في اختيار الشريك. ^{[ 13 ]} ومع ذلك، لم يُعثر على أي دليل يربط هذه الأغاني بالتكاثر الجنسي.

تتبع الأغاني بنية هرمية مميزة. الوحدات الأساسية للأغنية (والتي تُسمى أحيانًا بشكل عام " النوتات ") عبارة عن انبعاثات صوتية منفردة متواصلة تستمر لبضع ثوانٍ. تتراوح ترددات هذه الأصوات من 20  هرتز إلى ما يزيد عن 24  كيلوهرتز (يتراوح نطاق السمع البشري النموذجي بين 20  هرتز و20  كيلوهرتز). قد تكون هذه الوحدات مُعدَّلة التردد (أي أن درجة الصوت قد ترتفع أو تنخفض أو تبقى ثابتة خلال النوتة) أو مُعدَّلة السعة (تصبح أعلى أو أخفض). ومع ذلك، فإن تعديل عرض النطاق الترددي على تمثيل الطيف الترددي للأغنية يكشف عن الطبيعة النبضية لأصوات تعديل التردد .

تُعرف مجموعة من أربع أو ست وحدات باسم عبارة فرعية ، وتستمر لمدة عشر ثوانٍ تقريبًا (انظر أيضًا: عبارة (موسيقى) ). ^{[ 13 ]} وتُعرف مجموعة من عبارتين فرعيتين باسم عبارة. عادةً ما يُكرر الحوت العبارة نفسها مرارًا وتكرارًا لمدة تتراوح بين دقيقتين وأربع دقائق. يُعرف هذا باسم لحن. وتُعرف مجموعة الألحان باسم أغنية. ^{[ 13 ]} تستمر أغنية الحوت لمدة تصل إلى 30 دقيقة تقريبًا، وتُكرر مرارًا وتكرارًا على مدار ساعات أو حتى أيام. ^{[ 13 ]} يُشير هذا التسلسل الهرمي للأصوات، الذي يُشبه " دمية ماتريوشكا الروسية "، إلى بنية نحوية ^{[ 14 ]} تُشبه في تعقيدها بنية الإنسان أكثر من أشكال التواصل الحيواني الأخرى، مثل أغاني الطيور، التي تتميز ببنية خطية فقط. ^{[ 15 ]}

تُغني جميع الحيتان في منطقة ما تقريبًا نفس اللحن في أي وقت، ويتطور هذا اللحن باستمرار وببطء مع مرور الوقت. على سبيل المثال، خلال شهر، قد تتحول نغمة معينة بدأت كارتفاع تدريجي في التردد إلى نغمة ثابتة. ^{[ 13 ]} وقد تزداد نغمة أخرى ارتفاعًا تدريجيًا. كما يتغير معدل تطور لحن الحوت؛ ففي بعض السنوات قد يتغير اللحن بسرعة كبيرة، بينما في سنوات أخرى قد لا يُسجل سوى تغيرات طفيفة. ^{[ 13 ]}

رسم تخطيطي مثالي لأغنية الحوت الأحدب. مُعاد رسمه من باين وآخرون (1983).

تميل الحيتان التي تسكن نفس المناطق الجغرافية (والتي قد تصل مساحتها إلى مساحة أحواض المحيطات بأكملها) إلى غناء أغاني متشابهة، مع اختلافات طفيفة فقط. أما الحيتان من مناطق غير متداخلة فتغني أغاني مختلفة تمامًا. ^{[ 13 ]}

مع تطور الأغنية، يبدو أن الأنماط القديمة لا تعود للظهور. ^{[ 13 ]} وقد أظهر تحليلٌ لأغاني الحيتان على مدى 19 عامًا أنه على الرغم من إمكانية رصد أنماط عامة في الأغنية، إلا أن نفس التركيبة لم تتكرر أبدًا.

قد تُصدر الحيتان الحدباء أصواتًا منفردة لا تُشكّل جزءًا من أغنية، خاصةً خلال طقوس التزاوج. ^{[ 16 ]} أخيرًا، تُصدر الحيتان الحدباء نوعًا ثالثًا من الأصوات يُسمى نداء التغذية. وهو صوت طويل (يستمر من 5 إلى 10 ثوانٍ) بتردد شبه ثابت. تتغذى الحيتان الحدباء عادةً بشكل تعاوني من خلال التجمع في مجموعات، والسباحة تحت أسراب الأسماك، ثم الاندفاع عموديًا عبر الأسماك والخروج من الماء معًا. قبل هذه الاندفاعات، تُصدر الحيتان نداء التغذية. والغرض الدقيق من هذا النداء غير معروف.

اقترح بعض العلماء أن أغاني الحيتان الحدباء قد تخدم غرض تحديد الموقع بالصدى ، ^{[ 17 ]} لكن هذا الأمر محل خلاف. ^{[ 18 ]}

وقد وُجد أيضاً أن الحيتان الحدباء تُصدر مجموعة من الأصوات الاجتماعية الأخرى للتواصل، مثل "الخرخرة" و"الأنين" و"الخبط" و"الشخير" و"النباح". ^{[ 19 ]}

في عام 2009، وجد الباحثون أن تردد نغمات أغاني الحيتان الزرقاء قد ازداد عمقًا منذ ستينيات القرن الماضي. ^{[ 20 ]} وبينما زاد التلوث الضوضائي من ضوضاء المحيط المحيطة بأكثر من 12 ديسيبل منذ منتصف القرن العشرين، أشار الباحث مارك ماكدونالد إلى أنه من المتوقع سماع نغمات أعلى إذا كانت الحيتان تبذل جهدًا كبيرًا لتُسمع. ^{[ 21 ]}

لوحظ أن الحيتان القاتلة تُصدر نداءات بعيدة المدى، نمطية وعالية التردد، تصل إلى مسافات تتراوح بين 10 و16 كيلومترًا (6.2-9.9 ميل) ، بالإضافة إلى نداءات قصيرة المدى تصل إلى مسافات تتراوح بين 5 و9 كيلومترات (3.1-5.6 ميل) . وتُسجّل النداءات قصيرة المدى خلال فترات الاختلاط الاجتماعي والراحة، بينما تُسجّل النداءات طويلة المدى بشكل أكثر شيوعًا خلال البحث عن الطعام والتغذية. ^{[ 22 ]}    

تُصدر معظم الحيتان والدلافين الأخرى أصواتًا متفاوتة التعقيد. ومن بينها حيتان البيلوغا ، التي تُعرف باسم "كناري البحر"، والتي تُصدر مجموعة واسعة من الصفارات والنقرات والنبضات. ^{[ 23 ] [ 24 ]} وقد وُثِّق قيام حوت بيلوغا ذكر أسير يُدعى NOC (يُنطق "نو-سي") بتقليد أنماط الكلام البشري الذكر البالغ بشكل عفوي، وهي أنماط صوتية ذات نبرة أقل بكثير من أصوات حيتان البيلوغا المعتادة؛ ولتحقيق هذه الترددات، قام الحوت عمدًا بنفخ كيسه الدهليزي بشكل مفرط، وهو الكيس الذي تستخدمه حيتان البيلوغا عادةً لمنع دخول الماء إلى فتحة التنفس، وذلك للتحكم في الضغط داخل مجرى أنفه. ^{[ 25 ]}

كان يُعتقد سابقًا أن معظم الحيتان البالينية تُصدر أصواتًا بتردد يتراوح بين 15 و20 هرتز . ^{[ 26 ]} مع ذلك، أفاد فريق من علماء الأحياء البحرية ، بقيادة ماري آن داهر من معهد وودز هول لعلوم المحيطات ، في مجلة نيو ساينتست في ديسمبر 2004، أنهم كانوا يتتبعون حوتًا في شمال المحيط الهادئ لمدة 12 عامًا كان "يُغني" بتردد 52 هرتز . لم يتمكن العلماء من تفسير هذه الظاهرة. بالنسبة للبشر، يُعدّ تردد 52 هرتز صوتًا منخفضًا جدًا؛ إذ يُمكن سماعه عبر آذانهم كصوت أنين خافت، بينما لا يُمكن سماع أصوات الحيتان العادية. ^{[ 27 ]} لم يكن من المتوقع أن يكون هذا الحوت نوعًا جديدًا، بل كان يُشير إلى أن نوعًا معروفًا حاليًا قد يمتلك نطاقًا صوتيًا أوسع بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. ^{[ 26 ]} يوجد خلاف في الأوساط العلمية حول مدى تفرد صوت الحوت، وما إذا كان ينتمي إلى حوت هجين مثل الحيتان الزرقاء والزعنفية الهجينة الموثقة جيدًا.

تُصدر الحيتان المسننة دفعات سريعة من النقرات عالية التردد، يُعتقد أنها تُستخدم أساسًا لتحديد الموقع بالصدى . تُنتج أعضاء متخصصة في الحيتان المسننة مجموعات من النقرات والطنين بترددات تتراوح بين 0.2 و150  كيلوهرتز للحصول على معلومات صوتية عن بيئتها. تُستخدم الترددات المنخفضة لتحديد الموقع بالصدى عن بُعد، نظرًا لأن الأطوال الموجية الأقصر لا تنتقل لمسافات بعيدة مثل الأطوال الموجية الأطول تحت الماء. أما الترددات الأعلى فهي أكثر فعالية على مسافات أقصر، ويمكنها الكشف عن معلومات أكثر تفصيلًا حول الهدف. لا تنقل أصداء النقرات المسافة إلى الهدف فحسب، بل تنقل أيضًا حجمه وشكله وسرعته واتجاه حركته. بالإضافة إلى ذلك، يسمح تحديد الموقع بالصدى للحوت المسنن بتمييز الفرق بسهولة بين الأجسام المختلفة في تركيبها المادي، حتى لو كانت متطابقة ظاهريًا، وذلك من خلال اختلاف كثافتها. ويبدو أن الأفراد قادرون أيضًا على عزل أصداءهم الخاصة أثناء نشاط التغذية في المجموعة دون تداخل من أصداء تحديد الموقع بالصدى لأفراد المجموعة الآخرين. ^{[ 29 ]}

تُستخدم الصفارات للتواصل. تُطوّر عجول الدلافين، التي تتراوح أعمارها بين أربعة وستة أشهر، أصواتًا مميزة تستخدمها بكثرة طوال حياتها. تُعدّ هذه "الصفيرات المميزة" فريدة لكل فرد، وقد تُستخدم كوسيلة للتعرف على بعضها البعض بين الحيتان المسننة الأخرى. ^{[ 29 ]} على الرغم من أن مجموعة كبيرة من الدلافين تُصدر مجموعة واسعة من الأصوات المختلفة، إلا أن المعلومات المتوفرة حول معنى هذه الأصوات قليلة جدًا. ينقل فرانكل عن أحد الباحثين قوله إن الاستماع إلى سرب من الحيتان المسننة يُشبه الاستماع إلى مجموعة من الأطفال في ملعب المدرسة. ^{[ 13 ]}

تُصدر الحيتان المسننة أصواتًا متعددة عن طريق تمرير الهواء عبر تركيب في الرأس يُسمى الشفتين الصوتيتين . ^{[ 30 ]} بيولوجيًا، يُشابه هذا التركيب الشفة العليا الموجودة في تجويف الأنف، ولكن ميكانيكيًا، تعمل الشفتان الصوتيتان بشكل مشابه للأحبال الصوتية البشرية (الطيات الصوتية) الموجودة في الحنجرة . عند مرور الهواء عبر هذا الممر الضيق، تنقبض أغشية الشفتين الصوتيتين معًا، مما يُسبب اهتزاز الأنسجة المحيطة. يمكن التحكم في هذه الاهتزازات بوعي وحساسية عالية، كما هو الحال مع الاهتزازات في حنجرة الإنسان. ^{[ 30 ]} تنتقل الاهتزازات عبر أنسجة الرأس إلى منطقة "الميلون" ، التي تُشكل الصوت وتوجهه في حزمة صوتية تُستخدم في تحديد الموقع بالصدى. تمتلك جميع الحيتان المسننة، باستثناء حوت العنبر، مجموعتين من الشفتين الصوتيتين، وبالتالي فهي قادرة على إصدار صوتين بشكل مستقل. ^{[ 31 ]} بمجرد مرور الهواء عبر الشفتين الصوتيتين، يدخل الكيس الدهليزي . ومن هناك، قد يُعاد تدوير الهواء إلى الجزء السفلي من الجهاز الأنفي، ليكون جاهزًا للاستخدام مرة أخرى في إنتاج الصوت، أو يُخرج عبر فتحة التنفس. ^{[ 32 ]}

يُترجم الاسم الفرنسي للشفاه الصوتية، museau de singe ، حرفيًا إلى "خطم القرد"، وهو ما يُفترض أن يُشابهه تركيب الشفاه الصوتية لدى حيتان العنبر. ^{[ 33 ]} أظهر تحليل جديد للجمجمة باستخدام التصوير المقطعي المحوسب المحوري والتصوير المقطعي المحوسب بانبعاث الفوتون المفرد في عام 2004، على الأقل في حالة الدلافين قارورية الأنف ، أن الهواء قد يُزوَّد إلى المجمع الأنفي من الرئتين، مما يُتيح استمرار عملية إنتاج الصوت طالما أن الدلفين قادر على إضافة الهواء من الرئتين. ^{[ 34 ]}

لا تمتلك الحيتان البالينية بنيةً صوتيةً للشفتين. بدلاً من ذلك، تمتلك حنجرةً يبدو أنها تلعب دورًا في إنتاج الصوت، إذ تحتوي على نظائر للأحبال الصوتية (الأحبال الصوتية) في الطية على شكل حرف U المدعومة بالغضاريف الطرجهالية. ^{[ 41 ]} لا تحتاج الحيتان إلى الزفير لإصدار الصوت، لأنها تحبس الهواء في كيس حنجري. ومن المرجح أنها تعيد تدوير الهواء من هذا الكيس إلى الرئتين لإصدار الصوت التالي. ^{[ 41 ]} لا تمتلك الحيتان جيوبًا قحفية عظمية، ولكن يوجد لديها كيس هوائي جناحي. دوره في إنتاج الصوت غير واضح (ربما الرنين؟)، ولكن على الأرجح أنه للسمع، إذ يبدو أنه يحافظ على مساحة هوائية عميقة حول عظيمات الأذن. ^{[ 42 ]}

مستويات الصوت

يتراوح تردد أصوات الحيتان البالينية من 10 هرتز إلى 31  كيلوهرتز. ^{[ 47 ]} يُعرض الجدول أدناه قائمة بالمستويات النموذجية.

مصدر	مستوى مصدر النطاق العريض (ديسيبل بالنسبة إلى 1)${\displaystyle \mu }$Pa at 1m) [ 48 ]
أنين الحوت الزعنفي	155–186
أنين الحوت الأزرق	155–188
أنين الحوت الرمادي	142–185
أصوات حوت القوس ، أنينه، وأغانيه	128–189