października 04, 2017

FRAGMENT KSIĄŻKI: "Kudłata nauka"

FRAGMENT KSIĄŻKI: "Kudłata nauka"

Z okazji Światowego Dnia Zwierząt:

"Kudłata nauka"
Matin Durrani, Liz Kalaugher

[fragmenty]

Czy ziemia drży?
Jest lipiec 2013 roku, znajdujemy się w Parku Narodowym Etosza w Namibii. To pora sucha i wokół licznych wodopojów, rozsianych w tym rejonie sawanny, roi się od zwierząt. Niemniej jedno słoniątko z gatunku słonia afrykańskiego (Loxodonta africana) czuje się wyraźnie bardziej osamotnione, niż miałoby na to ochotę. Niedawno dwa młode słonie zaatakowały jego grupę rodzinną i przestraszony malec w panice stracił kontakt ze swoim stadem. Teraz krąży tam i z powrotem w pyle pustyni, wypatrując matki. Nagle zastyga, po czym unosi najpierw przednią, a potem tylną nogę wysoko w powietrze.
To smutna scena, jednak malec nie był całkiem osamotniony. Jego poczynania obserwowała Caitlin O’Connell z Uniwersytetu Stanforda w USA, która większość życia poświęciła badaniu słoni. Tego dnia po raz pierwszy widziała, jak małe słoniątko, naśladując dorosłych, robi to, co robią słonie, kiedy są w kłopocie. Dorosłe słonie przenoszą ciężar ciała na trzy nogi, unosząc jedną stopę tuż nad ziemią, w bardziej powściągliwej wersji gestu malca wymachującego nogami. Niektóre filmy nakręcone przez Caitlin O’Connell sprawiają wrażenie komediowych popisów – dorosłe słonie zachowują się, jak gdyby zastygały podczas tańca, z jedną nogą elegancko uniesioną do góry, jakby pozując do zdjęcia. Ale to nie jest zabawa. Słonie unoszą nogę do góry, żeby zdobyć więcej informacji na temat otoczenia. Jeśli wyczuwają niebezpieczeństwo, stado skupia się razem, chroniąc młode zgromadzone w środku i osłonięte przez masywne ciała dorosłych osobników, które stoją z uniesionymi głowami i szeroko rozstawionymi uszami. Dorosły samiec słonia afrykańskiego waży do 6000 kg, dwa razy więcej niż samica, i może mieć w kłębie cztery metry wysokości, będąc największym zwierzęciem, jakie żyje na lądzie.
Słoniątko, które zgubiło swoje stado, niestety nie mogło liczyć na taką ochronę. Do jego dalszych losów wrócimy później. Ale dlaczego malec unosił jedną nogę, kiedy poczuł się porzucony? I co to ma wspólnego z fizyką fal dźwiękowych?
Caitlin O’Connell zainteresowała się subtelnymi sposobami porozumiewania się zwierząt, gdy jako studentka, na początku lat dziewięćdziesiątych badała zachowania owadów. Swoją fascynację przeniosła z owadów na słonie, gdy po przyjeździe do Afryki zaczęła pracować jako wolontariuszka w parkach narodowych i zdobyła trzyletni grant z międzynarodowych funduszy, jakie rząd Namibii otrzymał na badania nad zachowaniami słoni. Okazało się nawet, że na jej korzyść przemawiała wiedza, jaką zdobyła na temat owadów. „Spodobało im się, że mam doświadczenie w zakresie ochrony przyrody i zwalczania szkodników” – wspomina badaczka. Jej zwierzchnicy mieli nadzieję, że przyczyni się ona do złagodzenia problemów miejscowych rolników ze słoniami. „Z mojej strony to była oczywista decyzja – mówi Caitlin O’Connell o swoim postanowieniu, żeby się zaangażować w ten projekt. – Słonie po prostu wpadły mi w ramiona”. W 1992 roku badaczka wyruszyła w busz wyposażona w dobrej jakości magnetofon, mikrofon i kamerę wideo. Od tego czasu jest zakochana w słoniach.

Telegraf w buszu
Słonie robią mnóstwo hałasu: trąbią, ryczą, wyją i pomrukują. Niektóre składowe ich nawoływań są bardzo niskie, o częstotliwości około 20 Hz, a tym samym lokują się w zakresie infradźwięków niesłyszalnych dla naszego ucha. Poza tym słonie są głośne, ale możemy jedynie określić liczbowo siłę ich głosu w decybelach, jeśli porównamy uzyskane pomiary wydawanych przez nie dźwięków z innymi dźwiękami. Decybel (dB) – nazwany na cześć szkockiego wynalazcy telefonu Alexandra Grahama Bella (1847–1922) – to skomplikowana jednostka. Jest miarą średniego ciśnienia fali dźwiękowej w stosunku do ciśnienia, jakie przyjmujemy za punkt odniesienia; zwykle to 20 mikropaskali – najcichszy dźwięk, jaki może usłyszeć ludzkie ucho, z grubsza odpowiednik bzyczenia komara lecącego w odległości 3 metrów. Aby ocenić głośność jakiegoś dźwięku, dzielimy jego przeciętne ciśnienie przez 20 mikropaskali, wyciągamy dziesiętny logarytm z odpowiedzi i mnożymy przez 20. Otrzymana jednostka to decybel dB SPL (od sound pressure level, poziom ciśnienia akustycznego). Tak jak powiedzieliśmy, to skomplikowane. Wróćmy więc do słoni.
Ich nawoływania mają około 120 dB, czyli trochę mniej niż 130 dB siły krzyku niektórych nietoperzy, ale mniej więcej tyle samo co ryk, jaki wydaje stojący metr od nas kibic piłkarski dmący w wuwuzelę. Trąbienie słoni rozchodzi się w powietrzu, dzięki czemu mogą je słyszeć inne słonie swoimi wielkimi uszami à la Dumbo. Jeśli ryk słonia obejmuje niższe częstotliwości (około 20 Hz), ten dźwięk przenika też przez ziemię. Przypuszczalnie nie wynika to ze szczególnej strategii słoni; ich ryk jest tak głośny, że po prostu jego energia musi znaleźć jakieś ujście. Podobnie jak saharyjska żmija rogata słoń wyczuwa sejsmiczne komponenty fali dźwiękowej, choć nie jesteśmy całkiem pewni, w jaki sposób to robi. Ta sama umiejętność cechuje także niektóre gady, owady i niewielkie ssaki, takie jak ślepiec (Spalax), piaskogrzeb przylądkowy, inaczej kretoszczur (Georychus capensis), czy szczuroskoczek (Dipodomys). Żyjąca na północy mirunga północna (Mirounga angustrirostris), czyli słoń morski, to jedyny inny duży ssak, o którym wiemy, że potrafi wyczuwać fale sejsmiczne. Samiec mirungi – zwykle trzy razy cięższy niż samica – uderza z wielką siłą swoim ciałem o ziemię, wysyłając sejsmiczne komunikaty mówiące: Patrz, jaki jestem ogromny, lepiej ze mną nie zadzieraj, aby w ten sposób zniechęcić inne samce do wdzierania się na swoje terytorium.
Caitlin O’Connell sądzi, że dorosłe słonie zbijają się w stadko, kiedy wyczuwają sejsmiczną część alarmu wysyłanego przez jakiegoś oddalonego od nich słonia, który zauważył jakieś zagrożenie, na przykład polującego lwa. Przypuszczalnie słoń nadający komunikat jest znany członkom grupy; w badaniach Caitlin O’Connell słonie reagowały silniej na dźwięki emitowane przez zwierzęta, z którymi miały kontakt wcześniej. Fale sejsmiczne pomagają także słoniom w śledzeniu ruchów innych słoni, a nawet informują je o nastroju zbliżającej się grupy, w zależności od tego, czy jej członkowie idą czy biegną. Poza tym, ze względu na swój specyficzny krok, „podpis stopy”, który różni je od innych zwierząt, słonie wiedzą, czy w pobliżu przechodzi antylopa. Być może potrafią nawet wyczuwać nadciągające trzęsienie ziemi – więcej na ten temat dowiemy się później.

Słuchać, słuchać
Jak one to robią? Badacze nie są całkiem pewni. Słoń afrykański z pewnością wyczuwa sejsmiczne fale dźwiękowe za pośrednictwem poduszek gęstego tłuszczu, jakie ma w stopach. Poza tym zapewne wychwytuje wibracje albo uszami albo receptorami ciśnienia. Możliwe nawet, że stosuje obie techniki – specjaliści wciąż nie wydali ostatecznego werdyktu w tej sprawie. Jeśli słoń wykorzystuje uszy do wyłapywania fal sejsmicznych za pomocą słuchu kostnego, mogłoby to wyjaśnić, dlaczego zastyga pochylony do przodu i przenosi ciężar ciała na przednie stopy, mocno przyciskając je do ziemi. W takiej postawie jego nogi znajdują się bezpośrednio pod głową i przekazują sejsmiczne wibracje ze stóp, przez kości nóg, do uszu, gdzie wprawiają w drżenie kostki ucha środkowego – młoteczek, kowadełko i strzemiączko.
Druga – a może dodatkowa – metoda, pomagająca słoniom w odbieraniu fal sejsmicznych, wiedzie przez znajdujące się z przodu i z tyłu jego stóp receptory, które wychwytują niewielkie zmiany ciśnienia i wysyłają sygnały nerwowe do mózgu. Wykorzystanie przez słonia tych receptorów – noszących nazwę ciałka Vatera-Paciniego (inaczej ciałka blaszkowatego) na cześć włoskiego anatoma Filippa Paciniego (1812–1883), który odkrył, że znajdują się w ludzkiej skórze – może wyjaśnić, dlaczego „nasłuchuje” sygnałów sejsmicznych pochylony do przodu, na palcach, albo kołysze się do tyłu, aby stanąć na piętach. „Zawsze tak robią, zanim pojawi się inna grupa rodzinna słoni, czy nawet jakiś pojazd” – wyjaśnia Caitlin O’Connell. Niewykluczone, że słonie wyczuwają drżenie ziemi także czubkiem trąby, gdzie również znajdują się ciałka Vatera-Paciniego.

Użycie każdej z tych metod wykrywania drgań – za pomocą uszu albo ciałek blaszkowatych – wyjaśnia, dlaczego słonie pochylają się do przodu. Ale dlaczego odrywają nogę od ziemi? Wydaje się, że to dziwne posuniecie w przypadku słonia „nasłuchującego”, czy nie grozi mu jakieś niebezpieczeństwo. Jeśli odbierasz fale sejsmiczne stopami, z pewnością ma sens postawienie wszystkich czterech mocno na ziemi? Jednak według Caitlin O’Connell uniesienie jednej stopy powoduje, że ciężar ciała słonia rozkłada się na pozostałe, nacisk na nie jest większy i lepiej wychwytują one drżenie ziemi. W dodatku, używając trzech nóg zamiast czterech, słoń może łatwiej zorientować się, skąd dochodzi dźwięk, a to dzięki zastosowaniu triangulacji – innej metody, do której wrócimy później.

Copyright © 2016 Projekt: książki , Blogger