Hangoskodó halak és zajos tengerlakók az óceán mélyén

2017.04.24. 17:40

A 19. század végéig a kutatók úgy gondolták, hogy a halak tökéletesen némák, és semmit sem fognak fel a testükön átfutó rezgésekből. Talán még ma is sokakat meglepne, ha tudnák, milyen izgalmas dolgok zajlanak odalent a mélyben.

Náci tengeralattjáróra vadásztak, halrajokat fogtak

A második világháborúban azonban kiderült, hogy ez egyáltalán nem így van, és a halak nem hogy nem néma, de igencsak zajos állatok. Kiderült, hogy az óceánok, tengerek mélye szemben a tévhittel, egyáltalán nem a csend világa.

Ezüst szalpák, vagy dobos halak raja (Scorpis lineolata) a kék víztömegben, a. Blue Fish Point-nál, Sydney közelében. A dobos halak úszóhólyagjaik segítségével előállított hangja megzavarta az amerikai tengeralattjáró-vadászokatForrás: Wikimedia Commons/Richard Ling

1942 tavaszán az amerikaiak a Chesapeake-öböl bejáratánál mikrofonokat helyeztek el a víz alatt,

az amerikai partok előtt cirkáló német tengeralattjárók felderítésére.

Ezeket az érzékeny mikrofonokat a tengerben terjedő hangok érzékelésére fejlesztették ki, amelyek képesek voltak a víz alatti menetben haladó tengeralattjárók rendkívül halk elektromos motorjai keltette zajokat is detektálni. ( A német U-Bootok a felszínen hajózva dízelmotorjaikat használták, alámerülve azonban villanymotorhajtásra kapcsoltak át, mert nem volt elegendő oxigén a belsőégésű motorok működtetéséhez.)

1942 tavaszán a Dobpergés hadművelet során a német tengeralattjárók az Egyesült Államok keleti partjai előtt őrjáratozva, súlyos veszteségeket okoztak az amerikai kereskedelmi flottánakForrás: World War Pics

A parti megfigyelő állomásokon az őrök figyelték a tenger alól érkező neszeket, de sokáig nem hallottak semmit. Egy napon aztán különös hang érkezett a víz alól.

Azonnal riadót fújtak,és feszült figyelemmel várták az ellenséges tengeralattjáró felbukkanását,

azonban a hangok éjfélkor hirtelen megszűntek, német U-Bootnak pedig nyoma sem volt. Ekkor haditengerészeti búvárok merültek alá a mélybe, de ők sem találtak semmit. Másnap megint jelentkezett a furcsa zaj, de nem lelték a forrását.

Süllyedő német U-Boot az Atlanti-óceánon. Kiderült, hogy a hidrofonokkal észlelt zörejek nem  az ellenséges tengeralattjáróktól, hanem halaktól származtakForrás: Wikimedia Commons

Végül a biológusok találták meg a választ a rejtélyes jelenségre. 

A dobos halaknak vagy szalpáknak (Kyphosidae) az öbölben van az ívóhelyük, és a kérdéses időben mintegy 300 millió hal rezegtette úszóhólyagját, ez okozta a titokzatos hangokat.

Ez volt az első olyan alkalom, amikor bizonyosságot nyert, hogy a halak mégsem némák.

A második világháború éveiben kifejlesztettek egy olyan érzékeny akusztikus aknát, amelyet a víz alatt lopakodó tengeralattjáró keltette zörejek aktiváltak. Időnként azonban úgy következett be a detonáció, hogy se híre, se hamva nem volt az U-Bootnak.

Mint kiderült, a megtévesztő zajban a szalpák (Kyphosus sp.) raja volt a "bűnös"Forrás: Wikimedia Commons

A vizsgálatok kiderítették, hogy egyes halrajok olyan hangot adnak ki, mint a tengeralattjáró villanymotorja, és ez okozta a robbanásokat.

A hűséges törpeharcsa és a hajókürtként búgó ördöghal

Mivel hangot adnak ki a halak, nyilván hallanak is. Ezt is több kísérlet igazolta. A legkedvesebb történet Karl von Frisch-től, a méhek táncának felfedezőjétől származik, aki barátságot kötött egy törpeharcsával . Amikor a biológus kiment a tópartra sétálni, és füttyentett egyet, a hal megjelent.

Törpeharcsa (Ameiurus nebulosus)Forrás: Wikimedia Commons

A halak különböző hangokat képesek kiadni, és

az ember nem is gondolná, micsoda ricsaj van ott lent, a vizek mélyén.

Némelyek az úszóhólyagjukat rezegtetik, de vannak fajok, amelyek a fogaikat csikorgatják. Az úszóhólyag közvetlen rezegtetése jellemzően mélyebb frekvenciás hangot ad. Az úszóhólyagjával kelt hangokat többek között a dobos hal, az ördöghal (Lophidae),  valamint az európai íjhal (Balistes capriscus) is. A dobos hal, vagy szalpa az úszóhólyagját húzza össze 2-szer másodpercenként: az úszóhólyagra izmok tapadnak, ezek az izmok idegi parancsra rezgésbe jönnek,  kopogtató hangot hallatva ezáltal.

Kék szalpba (Scorpis violascea)Forrás: Wikimedia Commons

Az ördöghal szintén az úszóhólyagját rezegteti az izmaival, ettől a hólyagban levő gázmolekulák vibrálni kezdenek és a hal úgy búg, mint a hajókürt. Az ördöghal "búgása" olyan erős közelről, mint egy repülőgép légcsavarja működés közben: 75-300 Hz az átlagos rezgésszáma, de 4800 Hz-es , sőt 6000 Hz-es hívóhangot is kiad.

Atlanti horgász, vagy ördöghal (Lopha piscatorius)Forrás: Wikimedia Commons

A tengeri vörösbegy hólyagján egy apró lyuk található, a hal ezen áramoltatja át a levegőt a hólyagizmokkal  másodpercenként 200-szor oda-vissza, ettől a hártya rezgésbe jön a hólyag pedig felerősíti a hangot. Az európai íjhal másképpen ad hangot az úszóhólyaggal.

Európai íjhal a Földközi-tengerbőlForrás: Wikimedia  Commons

A hólyag a melluszony alatt helyezkedik el, ahányszor rácsap a hal, tompa dobbanás hallatszik. Az árnyékhalak a koponya és a gerinc közti izomszálaikat rezegtetik.

Fogcsikorgatók, és egyéb más lármás tengerlakók

A  tüskehal, a papagájhal, és az íjhalfélék  is a fogaikat csikorgatják.. A tüskehal garatfogazatában párhuzamosan helyezkednek el a fogak, ezeket dörzsöli össze, és ezzel olyan hangot ad ki, mintha valaki egy hajóroncsot reszelne.

Az ördöghal fogazatáról készített közeli felvételForrás: Wikimedia Commons

A papagájhal a foglebenyét dörzsöli össze, az íjhalak pedig a metszőfogaikat csikorgatják.

Nem csak a halak, más vízlakók is hangoskodnak. Az Alfeus-rák egy faja, ha ellenséggel találkozik, dübörög, a kisebb kagylók pedig a teknőiket csapkodják.

Kétszínű papagájhal (Cetoscarus bicolor)Forrás: Wikimedia Commons

Az óriáskagyló (Tridacna gigas) amelynek átmerője elérheti akár a 2 métert, a tömege pedig az egy mázsát, olyan erővel képes összecsapni a héját, mintha ágyú dörögne. Az 1970-es években a kutatók valami furcsa hangra figyeltek fel, amely tompa dübörgésnek hallatszott, de nem tudták megállapítani a különleges hang forrását.

A világtenger és a földkrekség legnagyobb élőlénye, az akár 32 méter hosszúságot, és 150 tonnás testtömeget is elérő kékbálna (Balenoptera musculus)Forrás: Wikimedia Commons

Egy amerikai tengerbiológus jött rá, hogy a kékbálna kelti a hangot:

 a bálna szívdobbanásával. A kékbálna 500 kilogrammos szíve kb. 8 tonna vért keringet, amelynek  egy 10 lóerős motoréval egyenlő a teljesítménye. A dübörgést akkor hallani, amikor táplálkozik, kinyitja a száját és beszippantja a planktonokat.

Fülelő halak

A halaknak kezdetleges hallószervük van, amely nem olyan, mint az emlősöké. Az emlősök belső fülében helyezkedik el a folyadékkal töltött csiga,  amely a hangrezgéseket a csiga falán lévő érzőidegekkel mikrofeszültségű elektromos jelekké alakítja, és az agyba továbbítja.

Búvár és óriáskagyló (Tridacna gigas) az ausztráliai Nagy-korallzátony vizeinForrás: Wikimedia Commons

A halak a vízben terjedő hanghullámokat az oldalvonalukkal érzékelik, de sokuknak van kezdetleges hallószerve is.

A testükön áthaladó hanghullám rezgésbe hozza az úszóhólyag falát, ezek a rezgések pedig az idegpályákon át a hal agyába jutnak. A halak belső füle olyan , mint egy egy zsákocska, amelynek oldalán érzőidegek találhatók.

A nagy fehér cápa hallónyílással is rendelkezik, amely az állat feje tetjén szabad szemmel éppen hogy észrevehető apró nyilás. Nincs térhallása, mivel csak egyetlen hallószervvel rendelkezikForrás: Elter Tamás

A „zsákocskában" van egy apró kő, az otolit, ez jön rezgésbe, és ez a rezgés ingerli az érzőidegsejteket. (Az otolitok formája fajspecifikus. A paleontológusok például a földtörténeti múltban élt kihalt halcsoportokat igen gyakran a kőzetté vált egykori tengeri üledékbe ágyazódott otolitok segítségével különböztetik meg egymástól.) 

A medúzák előre megérzik a közeledő vihart

A legtöbb vízi állat érzékeny az infrahangra – a 20 Hertz alatti hangokra. A halak számára a mélyebb hangok a hasznosabbak, mivel nagyobb hullámhosszúak és a távolsággal arányosan energiájuk kevésbé csökken, mint a magas hangoké.

Infrahangok keletkeznek a tengerben például, amikor távol vihar tombol, vagy földrengés, szökőár keletkezik.

 

A tengeri viharban infrahangok is keletkeznekForrás: AFP/Valery Hache

Egyes medúzafajok a vihar kitörése előtt már 10-15 órával korábban a tenger mélyére húzódnak.

A hang a vízben 4,2-szer gyorsabban terjed, mint a levegőben, de az annál 800-szor sűrűbb közeg, nagyobb ellenállást fejt ki a rezgésekkel szemben, több energiát nyel el, tehát a vízmolekulák megmozgatásához nagyobb energia szükségeltetik. Ezért a magas hangoknak nagyobb energiával kell indulni, hogy ugyanakkora távolságra jussanak el, mint a mélyebb frekvenciájú hangok.

A medúzák megérzik a vihart, ami elől a mélybe süllyednekForrás: Origo

A hang felfogásához olyan közeg szükséges, amelynek sűrűsége és hangtani tulajdonságai erősen eltérnek a vízétől. Ilyen természetes hangfelfogók például a légbuborékok, amelyek kitűnően visszaverik és felerősítik a hangot a vízben. 

Az íjhalak ( Balostidae) fogaik csikorgatásával adnak ki hangotForrás: Wikimedia Commons

A hólyagban gáz található, ami kiválóan felfogja a hangenergiát, ezt rezgésekké alakítja, és a csontocskák elvezetik a rezgéseket a belső fülhöz ( a zsákocskába), ahol az otolit (az apró hallókő) rezgésbe jön, ami pedig a zsákocska oldalán lévő érzőidegeket ingerli .A rezgések elektromos jelekké alakulnak át, és eljutnak az agyba.

Viharjelzés úszóhólyaggal

A vízben a hang által keltett hullám kétféleképpen érzékelhető alacsony rezgésszámon és a hangforráshoz közel: a nyomásváltozás, vagy a vízrészecskék elmozdulása, rezgése által. Van olyan tartomány, amelyet a halak az egyik, és van olyan, amit a másik módon fognak fel. A 800 hertz feletti hangok esetén a nyomásváltozást, 800 Hertz alatt és 6-6 méter távolságon belül pedig elsősorban a vízrészecskék rezgését észlelik.

Viharelőjelzésre is felhasználták a halak mődszerétForrás: U.S. Naval Research Laboratory

Annak idején a halak adták az ötletet, hogy a Szovjetunió Tudományos Akadémiájának geofizikai intézetében  a vihar előrejelzésére alkalmas, mesterséges „úszóhólyagot" készítsenek a halbiológusok segítségével. Gázzal töltött ballont eresztettek víz mélyére, amelynek rezgéseit villamos úton felerősítették. Beigazolódott, hogy ez az úszóhólyag sokkal érzékenyebb az infrahangokra, mint a hagyományos hidrofonok és nyomásérzékelők.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK