La bioacústica es una ciencia interdisciplinaria que combina biología y acústica . Por lo general, se refiere a la investigación de la producción, dispersión y recepción de sonido en animales (incluidos los humanos ). [1] Esto involucra la base neurofisiológica y anatómica de la producción y detección de sonido, y la relación de las señales acústicas con el medio a través del cual se dispersan. Los hallazgos proporcionan pistas sobre la evolución de los mecanismos acústicos y, a partir de ahí, la evolución de los animales que los emplean.
En acústica submarina y acústica pesquera, el término también se utiliza para referirse al efecto de plantas y animales en el sonido propagado bajo el agua, normalmente en referencia al uso de tecnología de sonar para la estimación de biomasa . [2] [3] El estudio de las vibraciones transmitidas por el sustrato utilizado por los animales es considerado por algunos como un campo distinto llamado biotremología . [4]
Historia
Durante mucho tiempo, los seres humanos han empleado sonidos de animales para reconocerlos y encontrarlos. La bioacústica como disciplina científica fue establecida por el biólogo esloveno Ivan Regen, quien comenzó a estudiar sistemáticamente los sonidos de los insectos . En 1925 usó un dispositivo estridulador especial para tocar a dúo con un insecto. Más tarde, puso un grillo macho detrás de un micrófono y grillos femeninos frente a un altavoz. Las hembras no se movían hacia el macho sino hacia el altavoz. [5] La contribución más importante de Regen al campo, además de darse cuenta de que los insectos también detectan sonidos en el aire, fue el descubrimiento de la función del órgano timpánico . [6]
Los dispositivos electromecánicos relativamente rudimentarios disponibles en ese momento (como los fonógrafos ) solo permitían una evaluación burda de las propiedades de la señal. Las mediciones más precisas fueron posibles en la segunda mitad del siglo XX gracias a los avances en la electrónica y la utilización de dispositivos como osciloscopios y grabadoras digitales.
Los avances más recientes en bioacústica se refieren a las relaciones entre los animales y su entorno acústico y al impacto del ruido antropogénico . Las técnicas bioacústicas se han propuesto recientemente como un método no destructivo para estimar la biodiversidad de un área. [7]
Métodos
Escuchar sigue siendo uno de los principales métodos utilizados en la investigación bioacústica. Se sabe poco sobre los procesos neurofisiológicos que desempeñan un papel en la producción, detección e interpretación de sonidos en animales, por lo que el comportamiento animal y las señales en sí se utilizan para comprender mejor estos procesos.
Señales acústicas
Un observador experimentado puede utilizar los sonidos de los animales para reconocer una especie animal que "canta" , su ubicación y condición en la naturaleza. La investigación de los sonidos de los animales también incluye la grabación de señales con equipos de grabación electrónicos. Debido a la amplia gama de propiedades de la señal y los medios a través de los cuales se propagan, es posible que se requiera equipo especializado en lugar del micrófono habitual , como un hidrófono (para sonidos subacuáticos), detectores de ultrasonido ( sonidos de muy alta frecuencia ) o infrasonido (muy bajo -sonidos de frecuencia), o un vibrómetro láser (señales vibratorias transmitidas por el sustrato). Las computadoras se utilizan para almacenar y analizar sonidos grabados. Se utiliza un software de edición de sonido especializado para describir y clasificar señales según su intensidad , frecuencia , duración y otros parámetros.
Las colecciones de sonidos de animales, gestionadas por museos de historia natural y otras instituciones, son una herramienta importante para la investigación sistemática de señales. Se han desarrollado muchos métodos automatizados efectivos que involucran procesamiento de señales, minería de datos y técnicas de aprendizaje automático para detectar y clasificar las señales bioacústicas. [8]
Producción, detección y uso de sonido en animales.
Los científicos en el campo de la bioacústica están interesados en la anatomía y neurofisiología de los órganos involucrados en la producción y detección de sonido, incluida su forma, acción muscular y actividad de las redes neuronales involucradas. De especial interés es la codificación de señales con potenciales de acción en este último.
Pero dado que los métodos utilizados para la investigación neurofisiológica son todavía bastante complejos y la comprensión de los procesos relevantes es incompleta, también se utilizan métodos más triviales. Es especialmente útil la observación de las respuestas conductuales a las señales acústicas. Una de esas respuestas es la fonotaxis , movimiento direccional hacia la fuente de la señal. Al observar la respuesta a señales bien definidas en un entorno controlado, podemos obtener información sobre la función de la señal, la sensibilidad del aparato auditivo, la capacidad de filtrado de ruido , etc.
Estimación de biomasa
La estimación de biomasa es un método para detectar y cuantificar peces y otros organismos marinos utilizando tecnología de sonar . [3] A medida que el pulso de sonido viaja a través del agua, encuentra objetos que tienen una densidad diferente a la del medio circundante, como los peces, que reflejan el sonido hacia la fuente de sonido. Estos ecos proporcionan información sobre el tamaño, la ubicación y la abundancia de los peces . Los componentes básicos de la función de hardware de la ecosonda científica son transmitir el sonido, recibir, filtrar y amplificar, grabar y analizar los ecos. Si bien hay muchos fabricantes de "buscadores de peces" disponibles comercialmente, el análisis cuantitativo requiere que las mediciones se realicen con equipos de ecosondas calibrados , que tengan una alta relación señal / ruido .
Sonidos de animal
Los sonidos que utilizan los animales que entran en el ámbito de la bioacústica incluyen una amplia gama de frecuencias y medios, y a menudo no son " sonidos " en el sentido estricto de la palabra (es decir, ondas de compresión que se propagan a través del aire y son detectables por el oído humano ). . Los grillos saltamontes , por ejemplo, se comunican mediante sonidos con frecuencias superiores a 100 kHz , muy lejos del rango de los ultrasonidos. [9] Más bajos, pero aún en ultrasonido, son los sonidos que utilizan los murciélagos para la ecolocalización . Un gusano marino segmentado Leocratides kimuraorum produce uno de los sonidos de estallido más fuertes del océano a 157 dB, frecuencias de 1 a 100 kHz, similar a los camarones mordedores . [10] [11] En el otro lado del espectro de frecuencias se encuentran las vibraciones de baja frecuencia, a menudo no detectadas por los órganos auditivos , pero sí con otros órganos sensoriales menos especializados. Los ejemplos incluyen vibraciones del suelo producidas por elefantes cuyo componente de frecuencia principal es de alrededor de 15 Hz, y vibraciones de baja a media frecuencia transmitidas por el sustrato utilizadas por la mayoría de los órdenes de insectos . [12] Sin embargo, muchos sonidos de animales caen dentro del rango de frecuencia detectable por un oído humano, entre 20 y 20.000 Hz. [13] Los mecanismos para la producción y detección de sonido son tan diversos como las señales mismas.
Sonidos de plantas
En una serie de artículos de revistas científicas publicados entre 2013 y 2016, la Dra. Monica Gagliano de la Universidad de Australia Occidental amplió la ciencia para incluir la bioacústica vegetal . [14]
Ver también
- Ecología acústica
- Oceanografía acústica
- Comunicación animal
- Lenguaje animal
- Antropofonía
- Biomusica
- Biofonía
- Difusión (acústica)
- Grabación de campo
- Audición y comunicación de rana
- Lista de sonidos de animales
- Lista de software de bioacústica
- Terapia musical
- Sonidos naturales
- Ecología del paisaje sonoro
- Acústica subacuática
- Aprendizaje vocal
- Sonido de ballena
- Zoomusicología
Referencias
- ^ "Bioacústica - la revista internacional de sonido animal y su grabación" . Taylor y Francis . Consultado el 31 de julio de 2012 .
- ^ Medwin H. y Clay CS (1998). Fundamentos de la oceanografía acústica , Academic Press
- ↑ a b Simmonds J. y MacLennan D. (2005). Acústica pesquera: teoría y práctica , segunda edición. Blackwell
- ^ Hill, Peggy SM; Wessel, Andreas (2016). "Biotremología" . Biología actual . 26 (5): R187 – R191. doi : 10.1016 / j.cub.2016.01.054 . PMID 26954435 .
- ^ Kočar T. (2004). Kot listja en kobilic ( tantas como hojas y saltamontes ). GEA , octubre de 2004. Mladinska knjiga , Ljubljana (en esloveno)
- ^ Glen Wever, Ernest (2008). "Recepción de sonido: evidencia de audición y comunicación en insectos" . Britannica en línea . Consultado el 25 de septiembre de 2008 .
- ^ Sueur J .; Pavoine S .; Hamerlynck O .; Duvail S. (30 de diciembre de 2008). Reby, David (ed.). "Estudio acústico rápido para la valoración de la biodiversidad" . PLoS ONE . 3 (12): e4065. Código Bib : 2008PLoSO ... 3.4065S . doi : 10.1371 / journal.pone.0004065 . PMC 2605254 . PMID 19115006 .
- ^ M. Pourhomayoun, P. Dugan, M. Popescu y C. Clark, "Clasificación de señales bioacústicas basada en características de región continua, características de enmascaramiento de cuadrícula y red neuronal artificial", Conferencia internacional sobre aprendizaje automático (ICML), 2013.
- ^ Mason, AC; Morris, GK; Wall, P. (1991). "Alta audición ultrasónica y función de hendidura timpánica en saltamontes americanos de la selva". Naturwissenschaften . 78 (8): 365–367. Código Bibliográfico : 1991NW ..... 78..365M . doi : 10.1007 / bf01131611 . S2CID 40255816 .
- ^ Goto, Ryutaro; Hirabayashi, Isao; Palmer, A. Richard (8 de julio de 2019). "Chasquidos notablemente fuertes durante una pelea bucal por un gusano que habita en una esponja" . Biología actual . 29 (13): R617 – R618. doi : 10.1016 / j.cub.2019.05.047 . ISSN 0960-9822 . PMID 31287974 .
- ^ Saplakoglu 2019-07-16T15: 48: 02Z, Yasemin. "Pequeños gusanos que luchan hacen uno de los sonidos más fuertes del océano" . livescience.com . Consultado el 28 de diciembre de 2019 .
- ^ Virant-Doberlet, M .; Čokl, A. (2004). "Comunicación vibratoria en insectos" . Entomología neotropical . 33 (2): 121-134. doi : 10.1590 / s1519-566x2004000200001 .
- ^ Mikula, P .; Valcu, M .; Brumm, H .; Bulla, M .; Forstmeier, W .; Petrusková, T .; Kempenaers, B. y Albrecht, T. (2021). "Un análisis global de la frecuencia de las canciones en los paseriformes no apoya la hipótesis de la adaptación acústica, pero sugiere un papel para la selección sexual" . Cartas de ecología . 24 (3): 477–486. doi : 10.1111 / ele.13662 .
- ^ http://www.monicagagliano.com . Consultado el 26 de diciembre de 2016.
Otras lecturas
- Ewing AW (1989): Bioacústica de artrópodos: neurobiología y comportamiento . Edimburgo: Edinburgh University Press. ISBN 0-7486-0148-1
- Fletcher N. (2007): Bioacústica animal . EN: Rossing TD (ed.): Manual de acústica de Springer , Springer . ISBN 978-0-387-33633-6
enlaces externos
- Comité Técnico de Bioacústica Animal de ASA
- BioAcoustica : Base de datos de sonidos de la vida silvestre
- El Archivo de Sonido de la Biblioteca Británica tiene 150.000 grabaciones de más de 10.000 especies.
- El Consejo Internacional de Bioacústica tiene enlaces a muchos recursos de bioacústica.
- El Laboratorio de Bioacústica Borror de la Universidad Estatal de Ohio tiene un gran archivo de grabaciones de sonidos de animales.
- Escuche la naturaleza 400 ejemplos de canciones y llamadas de animales
- Sociedad de grabación de sonido de vida silvestre
- El Programa de Investigación Bioacústica en el Laboratorio de Ornitología de Cornell distribuye una serie de diferentes programas gratuitos de síntesis y análisis de bioacústica.
- La Biblioteca Macaulay en el Laboratorio de Ornitología de Cornell es la colección más grande del mundo de sonidos de animales y videos asociados.
- Xeno-canto Una colección de vocalizaciones de aves de todo el mundo.