Bioacústica - Bioacoustics
Bioacústica é uma ciência interdisciplinar que combina biologia e acústica . Normalmente, refere-se à investigação da produção, dispersão e recepção do som em animais (incluindo humanos ). Isso envolve bases neurofisiológicas e anatômicas da produção e detecção de som, e a relação dos sinais acústicos com o meio através do qual eles se dispersam. Os resultados fornecem pistas sobre a evolução dos mecanismos acústicos e, a partir disso, a evolução dos animais que os utilizam.
Em acústica subaquática e de pesca, o termo também é usado para significar o efeito de plantas e animais no som propagado debaixo d'água, geralmente em referência ao uso de tecnologia de sonar para estimativa de biomassa . O estudo das vibrações transmitidas pelo substrato usadas por animais é considerado por alguns um campo distinto chamado biotremologia .
História
Por muito tempo, os humanos empregaram sons de animais para reconhecê-los e encontrá-los. A bioacústica como disciplina científica foi estabelecida pelo biólogo esloveno Ivan Regen, que começou a estudar sistematicamente os sons dos insetos . Em 1925, ele usou um dispositivo estridulador especial para tocar em um dueto com um inseto. Mais tarde, ele colocou um grilo masculino atrás de um microfone e grilos femininos na frente de um alto-falante. As fêmeas não se moviam em direção ao macho, mas em direção ao alto-falante. A contribuição mais importante de Regen para o campo, além da constatação de que os insetos também detectam sons transportados pelo ar, foi a descoberta da função do órgão do tímpano .
Dispositivos eletromecânicos relativamente rudes disponíveis na época (como fonógrafos ) permitiam apenas uma avaliação rudimentar das propriedades do sinal. Medições mais precisas foram possibilitadas na segunda metade do século 20 por meio dos avanços na eletrônica e da utilização de dispositivos como osciloscópios e gravadores digitais.
Os avanços mais recentes na bioacústica dizem respeito às relações entre os animais e seu ambiente acústico e ao impacto do ruído antrópico . Recentemente, técnicas bioacústicas foram propostas como um método não destrutivo para estimar a biodiversidade de uma área.
Métodos
Ouvir ainda é um dos principais métodos usados na pesquisa bioacústica. Pouco se sabe sobre os processos neurofisiológicos que desempenham um papel na produção, detecção e interpretação de sons em animais, portanto, o comportamento animal e os próprios sinais são usados para obter uma compreensão desses processos.
Sinais acústicos
Um observador experiente pode usar sons de animais para reconhecer uma espécie de animal "cantante" , sua localização e condição na natureza. A investigação de sons de animais também inclui a gravação de sinais com equipamento eletrônico de gravação. Devido à ampla gama de propriedades de sinal e mídia através dos quais eles se propagam, pode ser necessário equipamento especializado em vez do microfone usual , como um hidrofone (para sons subaquáticos), detectores de ultrassom ( sons de frequência muito alta ) ou infra-som (muito baixo - sons de frequência) ou um vibrômetro a laser (sinais vibracionais transmitidos pelo substrato). Os computadores são usados para armazenar e analisar os sons gravados. Um software de edição de som especializado é usado para descrever e classificar os sinais de acordo com sua intensidade , frequência , duração e outros parâmetros.
As coleções de sons de animais, administradas por museus de história natural e outras instituições, são uma ferramenta importante para a investigação sistemática de sinais. Muitos métodos automatizados eficazes envolvendo processamento de sinal, mineração de dados e técnicas de aprendizado de máquina foram desenvolvidos para detectar e classificar os sinais bioacústicos.
Produção, detecção e uso de som em animais
Cientistas da área de bioacústica estão interessados em anatomia e neurofisiologia de órgãos envolvidos na produção e detecção de som, incluindo sua forma, ação muscular e atividade das redes neuronais envolvidas. De especial interesse é a codificação de sinais com potenciais de ação no último.
Mas, uma vez que os métodos usados para pesquisa neurofisiológica ainda são bastante complexos e a compreensão dos processos relevantes é incompleta, métodos mais triviais também são usados. Especialmente útil é a observação de respostas comportamentais a sinais acústicos. Uma dessas respostas é a fonotaxia - movimento direcional em direção à fonte do sinal. Ao observar a resposta a sinais bem definidos em um ambiente controlado, podemos obter informações sobre a função do sinal, sensibilidade do aparelho auditivo, capacidade de filtragem de ruído , etc.
Estimativa de biomassa
A estimativa de biomassa é um método de detecção e quantificação de peixes e outros organismos marinhos usando tecnologia de sonar . Conforme o pulso sonoro viaja pela água, ele encontra objetos de densidade diferente do meio circundante, como peixes, que refletem o som de volta para a fonte sonora. Esses ecos fornecem informações sobre o tamanho, localização e abundância dos peixes . Os componentes básicos da função de hardware do ecobatímetro científico são transmitir o som, receber, filtrar e amplificar, registrar e analisar os ecos. Embora existam muitos fabricantes de "localizadores de peixes" comercialmente disponíveis, a análise quantitativa requer que as medições sejam feitas com equipamento de ecobatímetro calibrado , com altas taxas de sinal-ruído .
Sons de animais
Os sons usados por animais que se enquadram no escopo da bioacústica incluem uma ampla gama de frequências e meios, e muitas vezes não são " sons " no sentido estrito da palavra (ou seja, ondas de compressão que se propagam pelo ar e são detectáveis pelo ouvido humano ) . Os grilos Katydid , por exemplo, se comunicam por sons com frequências superiores a 100 kHz , bem na faixa do ultrassom. Mais baixos, mas ainda no ultrassom, são os sons usados pelos morcegos para a ecolocalização . Um verme marinho segmentado Leocratides kimuraorum produz um dos sons de estalo mais altos do oceano a 157 dB, frequências de 1-100 kHz, semelhante ao dos camarões . Do outro lado do espectro de frequência estão as vibrações de baixa frequência, muitas vezes não detectadas pelos órgãos auditivos , mas com outros órgãos dos sentidos menos especializados. Os exemplos incluem vibrações de solo produzidas por elefantes cujo componente de frequência principal é em torno de 15 Hz, e vibrações de substrato de frequência baixa a média usadas pela maioria das ordens de insetos . Muitos sons de animais, no entanto, se enquadram na faixa de frequência detectável por um ouvido humano, entre 20 e 20.000 Hz. Os mecanismos de produção e detecção de som são tão diversos quanto os próprios sinais.
Sons de plantas
Em uma série de artigos em periódicos científicos publicados entre 2013 e 2016, a Dra. Monica Gagliano, da University of Western Australia, estendeu a ciência para incluir a bioacústica de plantas .
Veja também
- Ecologia acústica
- Oceanografia acústica
- Comunicação animal
- Linguagem animal
- Antropofonia
- Biomusic
- Biofonia
- Difusão (acústica)
- Gravação de campo
- Audição e comunicação do sapo
- Lista de sons de animais
- Lista de software de bioacústica
- Terapia musical
- Sons naturais
- Ecologia da paisagem sonora
- Acústica subaquática
- Aprendizagem vocal
- Som de baleia
- Zoomusicologia
Referências
Leitura adicional
- Ewing AW (1989): Artrópode bioacústica: Neurobiologia e comportamento . Edimburgo: Editora da Universidade de Edimburgo. ISBN 0-7486-0148-1
- Fletcher N. (2007): Animal Bioacoustics . IN: Rossing TD (ed.): Springer Handbook of Acoustics , Springer . ISBN 978-0-387-33633-6
links externos
- Comitê Técnico de Bioacústica Animal da ASA
- BioAcoustica : banco de dados de sons da vida selvagem
- O British Library Sound Archive tem 150.000 gravações de mais de 10.000 espécies.
- O Conselho Internacional de Bioacústica tem links para muitos recursos de bioacústica.
- O Laboratório de Bioacústica Borror da Universidade Estadual de Ohio possui um grande arquivo de gravações de sons de animais.
- Ouça exemplos da Nature 400 de canções e chamadas de animais
- Wildlife Sound Recording Society
- O Programa de Pesquisa Bioacústica do Cornell Lab of Ornithology distribui diversos programas gratuitos de síntese e análise de bioacústica.
- A Macaulay Library no Cornell Lab of Ornithology é a maior coleção do mundo de sons de animais e vídeos associados.
- Xeno-canto Uma coleção de vocalizações de pássaros de todo o mundo.