Communicating underwater is challenging. Light and odors don't travel well, so it's hard for animals to see or smell. But sound moves about four times faster in water than in air, so in this dark environment, marine mammals often rely on vocalization to communicate.
Víz alatt kommunikálni nem egyszerű. A fény és a szagok sem terjednek itt jól, így az állatok látása és szaglása sem jó. A hang viszont négyszer olyan gyorsan terjed vízben, mint levegőben. Ebben a sötétségben tehát a tengeri emlősök gyakran kommunikálnak hangokkal.
That's why a chorus of sounds fills the ocean. Clicks, pulses, whistles, groans, boings, cries, and trills, to name a few. But the most famous parts of this underwater symphony are the evocative melodies, or songs, composed by the world's largest mammals, whales.
Hangok kórusa tölti be az óceánt: kattogás, lüktetés, fütty, nyögés, buggyanás, sikkantás és trilla – csak hogy néhányat említsünk. A víz alatti szimfónia legismertebb elemét azok a jellegzetes dallamok adják, melyeket a világ legnagyobb emlősei, a bálnák komponálnak.
Whale songs are one of the most sophisticated communication systems in the animal kingdom. Only a few species are known to sing. Blue, fin, bowhead minke whales, and of course humpback whales. These are all baleen whales which use hairy baleen plates instead of teeth to trap their prey. Meanwhile, toothed whales do use echolocation, and they and other species of baleen whales make social sounds, such as cries and whistles, to communicate. But those vocalizations lack the complexity of songs.
A bálnák éneke az egyik legkifinomultabb kommunikációs eszköz az állatvilágban. De a bálnák közül is csak néhány faj énekel: a kék bálna, a barázdásbálna, a grönlandi bálna, a csukabálna és természetesen a hosszúszárnyú bálna. Ők mindannyian sziláscetek, vagyis táplálékukat fogak helyett bolyhos szarulemezekkel ejtik el. A fogascetek hanghullámokkal tájékozódnak, és a sziláscetek különböző fajaihoz hasonlóan az egyedek egymás közt hangokkal: sikkantásokkal, füttyökkel kommunikálnak. Az ő hangadásuk azonban nem olyan összetett, mint a bálnák éneke.
So how do they do it? Land mammals like us generate sound by moving air over our vocal cords when we exhale, causing them to vibrate. Baleen whales have a U-shaped fold of tissue between their lungs and their large inflatable organs called laryngeal sacs. We don't know this for sure because it's essentially impossible to observe the internal organs of a living, singing whale, but we think that when a whale sings, muscular contractions in the throat and chest move air from the lungs across the U-fold and into the laryngeal sacs, causing the U-fold to vibrate. The resulting sound resonates in the sacs like a choir singing in a cathedral making songs loud enough to propagate up to thousands of kilometers away. Whales don't have to exhale to sing. Instead, the air is recycled back into the lungs, creating sound once more.
De hogyan énekelnek a bálnák? A szárazföldi emlősök, ahogy az ember is, hangszalagok segítségével adnak hangot, a szalagokat kilélegzéskor a levegő hozza rezgésbe. A sziláscetek hangadásáért a tüdőlebenyek közt található U-alakú szövetredő, valamint egy gégezsáknak nevezett nagy, felfújható szerv felel. Ezt persze nem tudjuk biztosan: egy élő, éneklő bálna belső szerveit tulajdonképpen lehetetlen megvizsgálni. Úgy gondoljuk, hogy mikor a bálnák énekelnek, a torkukban és a mellkasukban történő izomösszehúzódások viszik a levegőt az U-alakú szövetredőhöz és a gégezsákhoz, amitől a szövetredő rezegni kezd. Az így keletkezett hang úgy zeng a gégezsákban, mint egy egyházi kórus: ettől lesz a hang olyan erős, hogy több ezer kilométerre is elhallatszik. A hangadáshoz a bálnáknak nem kell kilélegezniük. A felhasznált levegő visszakerül a tüdőbe, ahol újra hangot képezhet.
One reason whale songs are so fascinating is their pattern. Units, like moans, cries, and chirps are arranged in phrases. Repeated phrases are assembled into themes. Multiple themes repeated in a predictable pattern create a song. This hierarchical structure is a kind of grammar. Whale songs are extremely variable in duration, and whales can repeat them over and over. In one recorded session, a humpback whale sang for 22 hours.
A bálnák éneke azért rendkívüli, mert ismétlődő mintázata van. A nyögésekből és sikkantásokból álló egységek motívumokat képeznek. Az ismétlődő motívumok pedig témákká állnak össze. A bálnák éneke a témák együttesének szabályszerű ismétlődése. Ez a hierarchikusan egymásra épülő rendszer pedig a bálnaének nyelvtana. A bálnák énekének hossza rendkívül változó. A bálnák ugyanazt a dalt többször is el tudják ismételni. Egy alkalommal egy hosszúszárnyú bálna 22 órát énekelt egyvégtében.
And why do they do it? We don't yet know the exact purpose, but we can speculate. Given that the singers are males and they mostly sing during the mating season, songs might be used to attract females. Or perhaps they're territorial, used to deter other males.
De miért énekelnek a bálnák? Bár a pontos okot még nem tudjuk, vannak elképzeléseink. Mivel csak a hím bálnák énekelnek, és ők is főleg párzási időszakban, a dalok valószínűleg arra szolgálnak, hogy odavonzzák a nőstényeket. De lehet, hogy a területüket jelölik így, és más hímek elriasztására szolgálnak.
Whales return to the same feeding and breeding grounds annually, and each discrete population has a different song. Songs evolve over time as units or phrases are added, changed, or dropped. And when males from different populations are feeding within earshot, phrases are often exchanged, maybe because new songs make them more attractive to breeding females. This is one of the fastest examples of cultural transmission, where learned behaviors are passed between unrelated individuals of the same species.
A bálnák évente ugyanoda térnek vissza táplálékot szerezni és párosodni, és minden populációnak saját éneke van. A dalok változnak: motívumok jelennek meg, cserélődnek vagy maradnak el. Ha különböző populációkhoz tartozó bálnák hallótávolságon belül táplálkoznak, gyakran énekelnek el egymásnak egy-egy motívumot: talán azért, mert az új ének vonzóbbá teheti őket a nőstények számára. Kiváló példa ez arra, hogyan adnak át egymásnak tanult viselkedési mintát egyazon faj különböző egyedei.
We can eavesdrop on these songs using underwater microphones called hydrophones. These help us track species when sightings or genetic samples are rare. For example, scientists have been able to differentiate the elusive blue whale's populations worldwide based on their songs. But the oceans are getting noisier as a result of human activity. Boating, military sonar, underwater construction, and seismic surveys for oil are occurring more often which may interfere with whale's communication. Some whales will avoid key feeding or breeding grounds if human noise is too loud. And humpback whales have been observed to reduce their singing in response to noise 200 kilometers away. Limiting human activity along migratory routes and in other critical habitats, and reducing noise pollution throughout the ocean would help ensure whales continued survival. If the whales can keep singing and we can keep listening, maybe one day we'll truly understand what they're saying.
A bálnák énekét víz alatti mikrofonok, úgynevezett hidrofonok segítségével hallgathatjuk meg. Így megfigyelhetjük a bálnákat akkor is, ha nem láthatóak és genetikai minta sincs. A tudósok meg tudják például különböztetni a világ különböző pontjain élő kékbálna populációkat pusztán az énekük alapján. Az emberi tevékenységnek köszönhetően azonban az óceánok egyre zajosabbak: a hajózás, a katonai szonárok, a víz alatti építkezések, az olajkutatók szeizmikus mérései egyre gyakoribbak, mindez zavarja a bálnák kommunikációját. Egyes bálnák kerülik a kulcsfontosságú szaporodó és táplálkozó helyeket, ha túl nagy ott az emberek által keltett zaj. Megfigyelték, hogy a hosszúszárnyú bálnák már akkor is kevesebbet énekelnek, ha a zajforrás 200 kilométerre van tőlük. Ha korlátoznánk az emberi tevékenységet a fő vonulási útvonalakon és a fontos élőhelyeken, ha az egész óceánban csökkentenénk a zajszennyezést, növelhetnénk a bálnák túlélési esélyeit. Ha a bálnák tovább énekelnek, és mi tovább hallgathatjuk őket, egy nap talán megértjük, miről is szól a bálnaének.