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.
La comunicazione subacquea è una bella sfida. La luce e gli odori non viaggiano facilmente quindi per gli animali è difficile vedere e sentire gli odori. Ma il suono si muove circa quattro volte più velocemente nell'acqua che nell'aria, quindi in questo ambiente scuro i mammiferi marini spesso usano le vocalizzazioni per comunicare.
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.
Questa è la ragione per cui un coro di suoni riempie l'oceano. <i>Click</i>, pulsazioni, fischi, brontolii, riverberi, richiami e vibrazioni, per dirne qualcuno. Ma le parti più famose di questa sinfonia sottomarina sono le melodie evocative, o canti, composte dai mammiferi più grandi al mondo, le balene.
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.
I canti delle balene sono uno dei sistemi di comunicazione più sofisticati nel regno animale. Solo di poche specie è noto il canto: balenottere azzurre, balenottere comuni, boreali, balenottere minori e, ovviamente, le megattere. Sono tutti misticeti: usano i fanoni invece dei denti per catturare le prede. Gli odontoceti, i cetacei dotati di denti, usano il bio-sonar e loro e altre specie di misticeti emettono suoni per comunicare fra loro, come grida e fischi. Ma queste vocalizzazioni non hanno la complessità dei canti.
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.
Quindi, come fanno? I mammiferi terrestri come noi generano suoni spostando l'aria sopra le corde vocali: espirando, si crea la vibrazione. I misticeti hanno una piega di tessuto a forma di U tra i polmoni e grandi organi gonfiabili detti "sacchi laringei". Non lo sappiamo per certo perchè è di fatto impossibile osservare gli organi interni di una balena viva mentre canta, ma pensiamo che, quando una balena canta, contrazioni muscolari nella gola e nel petto portino l'aria dai polmoni ai sacchi laringei, attraverso la piega a U, generandone la vibrazione. Il suono risultante riecheggia nei sacchi come un coro in una cattedrale, rendendo i canti abbastanza forti da propagarsi per chilometri. Le balene non devono espirare per cantare. L'aria viene invece rimessa in circolo nei polmoni, ricreando il suono.
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.
Un motivo per cui i canti delle balene sono così affascinanti è il loro schema. Unità come lamenti, grida e stridii vengono organizzati in sequenze. Sequenze ripetute vengono assemblate per formare temi. Temi multipli ripetuti in uno schema prevedibile creano un canto. Questa struttura gerarchica è una sorta di grammatica. I canti delle balene sono estremamente variabili nella durata e le balene possono ripeterli più e più volte. Nella registrazione di una sessione, una megattera cantò per 22 ore.
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.
E perché lo fanno? Non sappiamo ancora il fine preciso, ma possiamo supporlo. Dato che sono i maschi a cantare e principalmente nella stagione dell'accoppiamento, i canti potrebbero essere usati per attrarre le femmine. Oppure sono territoriali, per tenere lontani altri maschi.
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.
Le balene ritornano ogni anno alle stesse aree per nutrirsi e riprodursi e ogni popolazione distinta ha un diverso canto. I canti si evolvono nel tempo tramite l'aggiunta, la modifica o l'eliminazione di unità o sequenze. E quando maschi di popolazioni diverse si stanno nutrendo a portata d'orecchio, si scambiano spesso delle sequenze forse perché nuovi canti li rendono più attraenti alle femmine in calore. Questo è uno degli esempi più rapidi di trasmissione culturale, dove i comportamenti appresi vengono condivisi tra individui non imparentati della stessa specie.
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.
Possiamo origliare questi canti usando microfoni subacquei chiamati "idrofoni" che ci aiutano a monitorare le specie di cui sono rari avvistamenti e materiale genetico. Gli scienziati sono riusciti a distinguere, nei diversi oceani, le popolazioni della sfuggente balenottera azzurra in base ai canti. Ma gli oceani sono sempre più rumorosi a causa dell'attività umana. Navi, sonar militari, costruzioni sottomarine e indagini sismiche per il petrolio sempre più frequenti possono interferire con la comunicazione delle balene. Alcune eviteranno certe aree chiave per il nutrimento o la riproduzione se il rumore umano diventa troppo forte. E si è notato che le megattere riducono i loro canti in risposta a rumori distanti 200 km. Limitare le attività umane lungo le rotte migratorie e in altri habitat critici e ridurre l'inquinamento acustico negli oceani aiuterebbe ad assicurare la sopravvivenza delle balene. Se le balene possono continuare a cantare e noi ad ascoltarle, forse un giorno capiremo davvero cosa stanno dicendo.