Lagu paus

Lagu paus adalah bunyi yang dihasilkan oleh paus sekawan untuk berhubung sesamanya. Hal ini khususnya bagi menggambarkan pola bunyi yang berkala dan boleh diramal yang dihasilkan oleh sesetengah spesies paus (terutamanya paus kelasa) dalam cara yang menyerupai nyanyian manusia.

Paus kelasa terkenal dengan lagu mereka

Mekanisma yang digunakan bagi menghasilkan bunyi berbeza daripada satu keluarga setasea dengan yang lain. Mamalia laut, seperti paus, lumba-lumba dan gondal, lebih bergantung kepada bunyi bagi perhubungan dan rasa berbanding mamalia darat kerana deria lain kurang berkesan dalam air. Penglihatan adalah terhad bagi mamalia laut disebabkan cara air menyerap cahaya. Bau juga terhad, kerana molekul tersebar lebih perlahan dalam air berbanding di udara, yang menjadikan bau kurang berkesan. Tambahan lagi kelajuan bunyi dalam air adalah sekitar empat kali ganda berbanding atmosphere pada aras laut. Disebabkan mamalia laut begitu bergantung kepada pendengaran untuk perhubungan dan mencari makan, ahli pemeliharaan alam sekitar dan pakar setologi berasa bimbang bahawa mereka terjejas oleh peningkatan bunyi sekeliling dalam lautan di dunia yang berpunca daripada kapal dan penjelajahan muka bumi laut.

Penghasilan bunyi

Manusia menghasilkan bunyi dengan mengeluarkan udara melalui larinks. Peti suara dalam larinks terbuka dan tertutup apabila perlu bagi memisahkan aliran udara kepada kelompok udara yang jelas. Kelompok udara ini dibentuk oleh kerongkong, lidah, dan bibir membentuk bunyi yang diingini.

Penghasilan bunyi setasea jelas berbeza berbanding mekanisma ini. Mekanisma sebenar berbeza dalam dua subkeluarga setasea: Odontoceti (paus bergigi—termasuk lelumba) dan Mystceti (paus balin—termasuk paus terbesar, seperti paus biru).

Penghasilan bunyi paus bergigi

Gambaran kepala lumba-lumba menunjukkan kawasan terbabit dalam penghasilan bunyi. Imej dilukis kembali berdasarkan Cranford (2000).

Paus bergigi tidak menghasilkan bunyi frekuensi rendah, panjang yang dikenali sebagai lagu paus. Sebaliknya mereka menghasilkan siulan dan klik berfrekuensi tinggi yang singkat dan cepat. Klik tunggal digunakan bagi gemalokasi sementara sekelompok klik dan siulan digunakan bagi berhubung. Sungguhpun sekumpulan pod lumba-lumba menghasilkan pelbagai bunyi bingit yang berbeza, sangat sedikit yang diketahui mengenai maksud bunyi tersebut. Frankell (1998) memetik seorang penyelidik menggambarkan mendengar bunyi tersebut seolah-olah mendengar bunyi kanak-kanak di padang permainan.

Bunyi berganda dihasilkan dengan melalukan udara melalui struktur dalam kepala yang seumpama laluan hidung manusia yang dikenali sebagai bibir fonik. Apabila udara melalui laluan sempit ini, selaput bibir fonik menguncup, menyebabkan tisu sekitarnya bergetar. Getaran ini boleh, sebagaimana larinks manusia, dikawal dengan sengaja dengan amat sensitif. Getaran ini melalui tisu di kepala (melon), yang membentuk dan mengarahkan bunyi kepada pancaran bunyi bagi gemalokasi. Setiap paus bergigi kecuali paus sperma mempunyai dua pasang bibir fonik dan dengan itu berupaya menghasilkan dua bunyi secara bebas. Setelah udara telah melalui bibir fonik, ia masuk ke karung vestibular. Di situ, udara boleh dikitar kembali ke bahagian bawah kompleks hidung, sedia untuk digunakan bagi menghasilkan bunyi semula, atau dikeluarkan melalui lubang sembur.

Nama dalam bahasa Perancis bibir fonik —museau de singe—terjemahan "bibir monyet," yang mana bibir fonik dikatakan menyerupainya. Analisis tengkorak paus baru dengan menggunakan imbasan computed axial dan tomografi komputer pancaran photon tunggal pada 2004 menunjukkan bahawa, sekurang-kurangnya dalam kes lumba-lumba hidung botol, udara boleh dibekalkan kepada struktur hidung oleh paru-paru melalui palatopharyngeal sphincter, membolehkan bunyi dihasilkan berterusan selagi lumba-lumba mampu menahan nafas (Houser et al., 2004).

Penghasilan bunyi paus balin

Paus balin tidak mempunyai struktur bibir fonik. Sebaliknya, mereka mempunyai larinks yang kelihatannya memainkan peranan dalam penghasilan bunyi, tetapi tiada peti suara dan pakar sains masih tidak pasti mekanisma sebenarnya. Proses ini bagaimanapun tidak serupa sepenuhnya dengan manusia kerana paus tidak perlu menghembuskan nafas bagi menghasilkan bunyi. Kemungkinannya mereka mengitar udara sekeliling badan bagi tujuan ini. Cranial sinus mungkin digunakan bagi menghasilkan bunyi, tetapi sehingga kini, penyelidik masih lagi tidak pasti bagaimana ia dilakukan.

Matlamat bunyi yang dihasilkan paus

Sementara bunyi paus kelasa yang rumit dan mendayu (dan sesetengah paus biru) dipercayai digunakan terutamanya bagi pemilihan pasangan (lihat seksyen di bawah), bunyi lebih mudah paus lain digunakan sepanjang tahun. Sementara lumba-lumba bergigi (terutamanya paus buding) berkeupayaan menggunakan gemalokasi (asasnya pancaran ultrasonik gelombang bunyi) untuk mengesan saiz dan jenis objek dengan tepat, yang tidak dimiliki oleh paus balin. Tambahan lagi, tidak seperti sesetengah ikan seperti yu, deria bau paus tidak terbentuk dengan amat peka. Dengan jarak penglihatan rendah keadaan keliling dalam air dan fakta bahawa bunyi bergerak dengan baik dalam air, bunyi didengari oleh manusia memainkan peranan dalam pandu arah paus. Sebagai contoh, kedalaman air atau kewujudan penghalang yang besar di hadapan boleh dikesan melalui bunyi kuat yang dihasilkan oleh paus balin.

Lagu paus kelasa

Spektrogram lagu paus kelasa,
— Main bunyi (format OGG, 57 kB)

Dua kumpulan paus, paus kelasa dan subspesies paus biru yang terdapat di Lautan Hindi, diketahui menghasilkan bunyi berulang pada frekuensi pelbagai yang dikenali sebagai lagu paus. Pakar biologi laut Philip Clapham menggambarkan lagu tersebut sebagai "kemungkinannya lagu paling rumit dalam alam haiwan" (Clapham, 1996).

Paus kelasa jantan menghasilkan bunyi ini hanya semasa musim mengawan, dan dengan itu ditafsirkan bahawa matlamat lagu ini adalah sebagai membantu pemilihan seksual. Sama ada lagu adalah tabiat persaingan antara dua jantan memikat pasangan yang sama, cara mentakrifkan jajahan atau sebagai tabiat "mengusik" antara paus jantan kepada paus betina tidak diketahui dan merupakan matlamat penyelidikan yang sedang dilakukan.

Minat dalam lagu paus dimulakan oleh penyelidik Roger Payne dan Scott McVay, yang menganalisis lagu tersebut pada 1971. Lagu tersebut menurut struk hireki tertentu. Unit asas lagu (kadangkala ditakrifkan secara umum sebagai "not") adalah pengeluaran bunyi berterusan tunggal yang sepanjang beberapa saat. Bunyi ini pelbagai dalam frekuensi 20 Hz hingga 10 kHz (julat pendengaran manusia biasa adalah 20 Hz hingga 20 kHz). Unit boleh frequency modulated (cth., nada tinggi rendah (pitch) bunyi mungkin naik, turun, atau kekal sama semasa not) atau amplitude modulated (semakin kuat atau semakin perlahan).

Kumpulan empat atau enam unit dikenali sebagai subfrasa, selama kemungkinannya sepuluh saat. Kumpulan dua subfrasa adalah frasa. Seekor paus biasanya mengulangi frasa yang sama berulang-ulang selama dua hingga empat minit. Ini dikenali sebagai tema. Sekumpulan tema dikenali sebagai lagu. Sekor paus akan mengulangi lagu yang sama, yang selama sekitar 30 minit, berulang-ulang sepanjang berjam-jam atau hingga berhari-hari. Hiraki bunyi "patung Russia" telah menarik minat pakar sains.

Kesemua paus dalam sesuatu kawasan menyanyikan lagu yang hampir sama pada sesuatu masa dan lagu ini perlahan-lahan dan secara tetap berubah sepanjang masa. Sebagai contoh, selama sebulan sesuatu unit yang mengandungi "menaik" (frekuensi semakin meningkat) mungkin mendatar perlahan-lahan dan menjadi not tetap. Unit lain pula mungkin menjadi semakin kuat. Tempoh evolusi lagu paus turut berubah—sesetengah tahun, lagu berubah dengan cepat, sementara pada tahun yang lain pula hanya variasi kecil dirakamkan.

Skematik biasa lagu paus kelasa.
Disalin semula dari Redrawn Payne, et al. (1983)

Paus menduduki kawasan geografi yang sama (yang mungkin seluas keseluruhan lautan) cenderung memiliki lagu yang serupa, dengan hanya sedikit variasi. Paus daripada kawasan tidak bertindan menyanyi lagu yang berlainan sama sekali.

Ketika lagu berubah ia kelihatannya pola lama tidak diulang. Analisis lagu paus selama 19 tahun mendapati bahawa walaupun pola umum dalam lagu boleh dikesan, gabungan yang serupa tidak pernah diulang.

Paus kelasa mungkin juga menghasilkan bunyi tunggal yang tidak membentuk sebahagian daripada lagu, terutamanya semasa upacara memikat. Akhir sekali, paus kelasa menghasilkan bunyi kelas ketiga yang dikenali sebagai panggilan makan. Ini adalah bunyi yang panjang (sepanjang 5 hingga 10 saat) frekuensi yang malar.

Paus kelasa pada umumnya bekerjasama dengan berkumpul dalam kumpulan, berenang di bawah kawanan ikan dan kesemua melonjak melalui kawanan ikan dan melompat keluar daripada air secara serentak. Sebelum lonjakan ini, paus menghasilkan bunyi panggilan makan. Matlamat sebenar panggilan ini tidak diketahui, tetapi penyelidik mendapati kemungkinan ikan kenal apakah ertinya. Apabila bunyi itu dimainkan semula kepada kawanan ikan, sekumpulan herring bertindak balas kepada bunyi dengan bergerak menjauhi bunyi panggilan tersebut, walaupun tanpa kehadiran paus.

Bunyi paus lain

Kebanyakan paus balin menghasilkan bunyi sekitar 15–20 hertz. Bagaimanapun, pakar biologi laut di Institute (Woods Hole Oceanographic) melaporkan dalam majalah New Scientist pada Disember 2004 bahawa mereka telah menjejak seekor paus di Pasifik Utara selama 12 tahun yang "menyanyi" pada 52 Hz. Pakar sains pada masa kini gagal menjelaskan perbezaan jelas kepada kebiasaan; bagaimanapun, mereka yakin ia adalah paus balin dan tidak mungkin spesies baru, mencadangkan bahawa spesies yang diketahui kini mempunyai keupayaan suara yang julatnya lebih luas dari apa yang diketahui.

Kebanyakan paus dan lumba-lumba lain menghasilkan bunyi dengan pelbagai tahap kerumitannya. Yang menarik adalah beluga ("canary laut") yang menghasilkan pelbagai jenis siulan, klik dan denyutan.

Interaksi manusia

Walaupun sesetengah pemerhati mencadangkan bahawa tarikan yang melampau diberikan pada lagu paus hanyalah kerana paus berada dalam air, kebanyakan pakar sains laut percaya bahawa bunyi memainkan peranan penting dalam perkembangan dan kesihatan setasea. Ia boleh dipertikaikan bahawa mereka yang menentang pemburuan paus mempunyai anthropomorphize tabiat paus sebagai mengukuhkan kes mereka. Pada masa yang sama juga, negara penyokong pemburuan paus lebih cenderung meremahkan erti bunyi lagu paus, menyatakan bahawa tidak siapa peduli bunyi kerbau "menguak".

Penyelidik seringkali menggunakan hidrofon (seringkali diubah suai daripada kegunaan asal ketenteraan mereka bagi menjejak kapal selam) bagi memastikan kedudukan tepat asal lagu paus. Kaedah mereka membenarkan mereka juga mengesan berapa jauh bunyi bergerak dalam lautan. Penyelidikan oleh Dr. Christopher Clark dari Universiti Cornell dilakukan dengan menggunakan data ketenteraan selama tiga puluh tahun menunjukkan bahawa bunyi paus bergerak sejauh sehingga 3,000 km. Selain memberikan maklumat mengenai penghasilan lagu, data ini membenarkan penyelidik mengikuti laluan pemindahan paus melalui musim menyanyi (mengawan).

Sebelum pengenalan kepada penghasilan bunyi manusia, Clark menyatakan bahawa bunyi ini mungkin bergerak dari sebelah laut sehingga ke sebelah sana laut. Penyelidikannya menunjukkan bahawa bunyi latar belakang daripada bot berganda setiap abad. Ini memberi kesan mengurangkan separuh jarak bunyi paus. Mereka yang mempercayai bahawa lagu paus penting bagi mengekalkan jumlah paus amat bimbang dengan peningkatan bunyi latar ini. Penyelidikan lain menunjukkan bahawa peningkatan laluan bot, sebagai contoh di persisiran pantai Vancouver, telah menyebabkan sesetengah buding menukar frekuensi dan meningkatkan amplitud bunyi mereka, dalam apa yang kelihatannya, usaha membuatkan mereka didengari. Pencinta alam sekitar bimbang bahawa aktiviti bot sebegitu memberi tekanan yang tidak diperlukan kepada haiwan selain menyukarkan mereka mencari pasangan.

Voyager Golden Record membawa lagu paus ke angkasa lepas bersama bunyi lain mewakili planet bumi.

Media

A Humpback Whale song

Common Humpback Whale vocalizations on a windy day

An Orca's song

An Orca's song, at a distance

Vocalizations of an Orca

• Masalah memainkan fail ini? Sila rujuk bantuan media.

Rujukan

• Lone whale's song remains a mystery, New Scientist, issue number 2477, 11th December 2004
• Sound production, by Adam S. Frankell, in the Encyclopedia of Marine Mammals (pp 1126-1137) ISBN 0125513402 (1998)
• In search of impulse sound sources in odontocetes by Ted Cranford in Hearing by whales and dolphins (W. Lu, A. Popper and R. Fays eds.). Springer-Verlag (2000).
• Progressive changes in the songs of humpback whales (Megaptera novaeangliae): a detailed analysis of two seasons in Hawaii by K.B.Payne, P. Tyack and R.S. Payne in Communication and behavior of whales. Westview Press (1983)
• BBC News, 28th February 2005. Unweaving the song of whales
• . ISBN 0948661879.
• Templat:Journal reference

Pautan luar

• Cornell University's whale communication research webpage