Nemlineárisan gondolkoznak a delfinek?

Egy tanulmány szerint lehetséges, hogy a delfinek egy komplex, nemlineáris matematikai rendszert használhatnak a zsákmányszerzéshez.

Az új tanulmányt a Discovery Channel Kék bolygó sorozata inspirálta, ami bemutatta, hogy a delfinek a vadászat során parányi buborékokat fújnak zsákmányaik köré, egyfajta buborékhálót alkotva, ami együtt tartja az ebédnek kiszemelt halrajt. Első pillantásra - legalábbis emberi szemmel nézve - ez nem túl jó ötlet, a buborékok szétszórják a szonár jeleket, így bár együtt tartják a rajt, a zsákmányt láthatatlanná teszik. Egy matematikai trükkel azonban mindez kikerülhető, sőt sokkal hatékonyabb módszert kapunk az emberek által kifejlesztett megoldásoknál, vélik a kutatók.

"Azonnal fennakadtam ezen, mert tudom, hogy egyetlen ember alkotta hanglokátor sem lenne képes ilyen buborékos vízben működni" - magyarázta Timothy Leighton, a Southampton Egyetem ultrahang és vízalatti akusztika professzora. "Ezek a delfinek vagy 'elvakítják' legfőbb érzékszerveiket a vadászat során - ami felettébb furcsa lenne, bár a látásukra még támaszkodhatnak - vagy rendelkeznek egy olyan hanglokátorral, ami képes arra, amire az emberi szonár képtelen"

A delfinek kiváló hallással rendelkeznek, olyan hangokat, csettenéseket, füttyögéseket bocsátanak ki, amit a kommunikáción túl a zsákmányszerzés feltérképezésére és környezetük felkutatására is használnak. Ezt nevezik echolokációnak, a visszavert hangok segítségével történő tájékozódásnak. Leighton munkatársaival elkezdte a delfinek által kibocsátott echolokációs impulzusok modellezését. A kísérlethez egy tartályt és egy buborék felhőbe burkolózott "halat", egy kis fémgömböt használtak. A kutatók a delfinekéhez hasonló szonár csettenéseket generáltak, a hangvisszaverődés feldolgozásának szokványos módszere helyett azonban nemlineáris matematikát alkalmaztak. Meglepetésükre a technika működött, egyfajta magyarázatot adva a delfinek sikeres vadászatára a buborékos vízben. A titok nyitja a csettenések amplitúdójának változtatásában rejlik.

Leighton minden második csettenést az első amplitúdójának egyharmadával bocsátotta ki. „Tudjuk, hogy a delfinek csettenés-sorozatokat bocsátanak ki, a sorozat elemeinek amplitúdói pedig eltérhetnek egymástól, vagyis a csettenések hangereje nem azonos. Feltettük a kérdést, mi van, ha ez az amplitúdó variáció nem a véletlen műve, hanem a hal és a buborékok megkülönböztetésének kulcsa” - mondta Leighton. „A csettenéseket nemlineáris módszerrel feldolgozva bebizonyítottuk, hogy alkalmasak a célpont azonosítására, felvetve a kérdést, vajon a delfinek szintén kamatoztatják-e ezt a matematikát?”

Ennek megválaszolásához először meg kell figyelni, hogy a buborékos vízben vadászó delfinek valóban alacsonyabb frekvenciákat használnak-e. "Amíg nem állnak rendelkezésünkre vadon élő delfinekkel végzett mérések miközben a buborékos vízben vadásznak, ezek a kérdések megválaszolatlanok maradnak" - mondta Leighton. "Kutatásunk nem azt állítja, hogy a delfinek nemlineáris feldolgozást alkalmaznak, csupán azt bizonyítottuk, hogy nem lehetetlen megkülönböztetni a célpontokat a buborékos vízben a delfinek által használt impulzusokkal"

Az a feltételezés, hogy a delfin emlékszik a két impulzus arányaira és képes a második visszhangot annyival megszorozni, ami a kettőt egyenértékűvé teszi, 'láthatóvá' téve a halat hanglokátora számára elég vadul hangozhat, a floridai Delfin Kutató Központ tanulmányai azonban azt tükrözik, hogy a delfinek rendelkeznek számfogalommal, intelligenciájuk pedig közismerten kiemelkedő.

A BiaPSS (Biased Pulse Summation Sonar) névre keresztelt elv mindenesetre hasznos lehet a vízi aknák felderítésében, amik viszonylag könnyen beszerezhetők és nem is drágák, különösen ahhoz képest, amekkora károkat képesek okozni. A hanglokátorrendszereket úgy alkották meg, hogy megtalálják a tengeralattjárókat a mély, buborékoktól mentes vizekben, az aknákat rejtő sekélyebb, fodrozódó vizekben azonban jelentősen csökken a hatékonyságuk.