Forskare visualiserar delfiners ljud i banbrytande studie
Vi har länge fascinerats av de komplexa ljud som delfiner använder för att kommunicera under vattnet. Nu har brittiska och amerikanska forskare lyckats kasta nytt ljus över detta fenomen genom att skapa de första högupplösta, visuella representationerna av dessa unika ljud. Genombrottet möjliggjordes med hjälp av ett CymaScope, ett nyskapande instrument som kan avslöja detaljerade strukturer i ljudvågor.
CymaGlyphs: En visuell nyckel till språket
Genom att använda högupplösta ljudinspelningar av de marina däggdjuren lyckades forskarteamet visualisera ljudens arkitektur. Den brittiska akustikingenjören John Stuart Reid och den amerikanska delfinforskaren Jack Kassewitz, som ledde projektet, kallar de resulterande bilderna för ‘CymaGlyphs’ (ungefär ‘CymaGlyfer’). Enligt forskarna kan dessa CymaGlyfer utgöra grunden för ett lexikon över delfinspråket, eftersom varje specifikt ljud, eller ‘bildord’, representeras av ett unikt och repeterbart mönster.
Under många år har forskare arbetat utifrån teorin att vissa ljud som delfiner frambringar utgör ett språk, men ljudens komplexitet har gjort dem extremt svåra att analysera. Tidigare försök att bildmässigt framställa ljud från valar och delfiner har oftast resulterat i relativt okomplicerade grafer som endast visar frekvens och amplitud över tid.
CymaScope, förklarar teamet, fångar istället de faktiska ljudvibrationerna så som de fortplantar sig i vatten, vilket för första gången gör det möjligt att visuellt återge de komplexa detaljerna i delfinernas ljud.
Hur tekniken fungerar
Val- och delfinforskare har länge antagit att delfiner har utvecklat förmågan att översätta dimensionell information från det ultraljud de använder för ekolokalisering. Det CymaScope gör är att på ett liknande sätt omvandla och visualisera de dimensionella strukturerna som finns inbäddade i ett ljud. Kassewitz, som också leder projektet SpeakDolphin.com i Florida, säger:
‘Det finns starka bevis på att delfiner har förmågan att ‘se’ med ljud, på ett sätt som liknar hur människor använder ultraljud för att se ett foster i livmodern. CymaScope ger oss en första inblick i vad delfiner kanske faktiskt ‘ser’ med sina ljud.’
John Stuart Reid förklarade den bakomliggande fysiken. Ljud färdas inte i vågor som många tror, utan snarare i expanderande, holografiska bubblor. ‘När en ljudbubbla interagerar med ett membran, lämnar ljudvibrationen ett avtryck på dess yta och bildar en CymaGlyph – ett repeterbart energimönster’, berättar forskaren. ‘CymaScope använder vattnets ytspänning som ett känsligt membran, eftersom vatten reagerar omedelbart och har förmågan att avslöja de invecklade detaljerna i ljudets struktur. Dessa detaljer kan sedan fångas med en kamera.’
Enligt resultaten tros de CymaGlyph-mönster som instrumentet skapar likna det som delfinerna själva uppfattar från sina ekolokaliseringsljud och från ljuden de hör från andra delfiner.
En ny Rosettasten för delfinspråk
‘Tekniken kan liknas vid dechiffreringen av egyptiska hieroglyfer’, förklarar Reid. ‘Jean-François Champollion och Thomas Young använde Rosettastenen för att hitta nyckelelementen till en grundläggande ordbok, vilket gjorde det möjligt att så småningom dechiffrera hela det egyptiska språket’, tillägger han. ‘De CymaGlyfer som produceras på CymaScope kan liknas vid hieroglyferna på Rosettastenen. Nu när delfinernas pip, klickljud och visslingar kan konverteras till visuella mönster, har vi ett viktigt verktyg för att kunna knäcka koden och förstå deras betydelse.’
Framtida forskning och nästa steg
Som ett resultat av denna nydanande upptäckt planerar Kassewitz nu en serie experiment för att spela in de ljud delfiner avger när de undersöker olika föremål. Målet är att bygga upp ett bibliotek av ljudbilder för att se om ett specifikt föremål alltid genererar samma CymaGlyph. ‘Delfiner är kapabla att avge komplicerade ljud som ligger långt bortom den mänskliga hörselförmågan’, säger han. ‘Nya framsteg inom tekniken för inspelning av höga frekvenser har gjort det möjligt för oss att fånga en högre detaljrikedom i delfinernas ljud än någonsin tidigare.’
