Ecolocação em Ecolocação em CetáceosCetáceos

Lauana Lemos Lilian Areal

Marcela Marega ImamuraMariane Ferrarini Andrade

Marina Carmona Hernandes

Ordem Cetacea 1. Subordem

Archaeoceti 2. Subordem Mysticeti 3. Subordem

Odontoceti

1. Pakicetus Fonte: http://www.neoucom.edu/Depts/Anat/Pakicetid.html

2. Baleia Jubarte Fonte: http://www.conexaomergulho.com.br

3. Golfinho rotadorFonte: http://iguinho.ig.com.br/canalnatureza/golfinho.html

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

1.Morfologia externaINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Fonte: http://www.conexaomergulho.com.br

2. Características gerais

• Temperatura constante – 37°C

• Alimentação: peixes, crustáceos (camarões, Krill) e alguns vertebrados

• Órgãos reprodutores retraídos no interior do corpo

• Fêmeas com 2 sulcos ventrais- mamilos

• Gestação 10- 18 meses e amamentação de 6 meses-2 anos

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

• Ausência de pêlos na maioria do indivíduos e presença de folículos pilosos em fetos

• Distribuição em quase todos os oceanos• Migrações para alimentação e reprodução• Em geral são sociáveis e vivem em grupos

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Fonte: http://www.conexaomergulho.com.br

3. Sentidos• Audição• Visão• Toque • Paladar e olfato- menos desenvolvidos• Capacidade de orientação através do campo magnético

• Ecolocalização / BiosonarEcolocalização / Biosonar: Envolve a emissão de ondas ultra-sônicas pelo animal , com foco através do melão, que atua como uma lente de aumento e concentra as ondas em um feixe único de som focado para frente;

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

ECOLOCAÇÃO- Sinais de objetos recebidos na

mandíbula transmitidos ao ouvido médio e cérebro processado e interpretado

- Relatado tamanho, forma, características, movimentos e distância de objetos (percepção tridimensional)

- Permite localizar, perseguir e capturar presas mesmo na completa escuridão

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Ex: Morcego e Cetáceos

Análise ou cronometragem do tempo

gasto para as ondas serem

emitidas, refletirem no

alvo e voltarem à

fonte sobre a forma de eco.

Fonte: http://somefisica.blogspot.com/2010_09_16_archive.html

“Ecolocalização artificial”

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Radar, Sonar e Aparelhos de Ultra-sonografia

Fonte: http://somefisica.blogspot.com/2010_09_16_archive.html

Prováveis habilidades de Ecolocalização em outros

mamíferosFocas (Leptonychotes weddellii)

Fonte: http://profbiorenan.blogspot.com

Leopardo marinho (Hydrurga leptonyx)

Fonte: http://www.divephotoguide.com

Baleias (Baleen Whales)

Fonte: http://www.buzzle.com/articles/bal

een-whales.html

Fonte: http://quiprona.wordpress.com

Roedor - Blarina brevicauda

http://ecologyadventure2.edublogs.org/new-page/water-shrew/

Roedores Insetívoros

ONDA ONDA

-Pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso). -Não transporta matéria.- Há, entretanto, oscilações sempre associadas ao meio de propagação.- podem ser longitudinais ou transversais- Alta frequencia X Baixa frequencia

Fonte: site Só Fisica

Fonte: site Só Fisica

- ondas sonoras são longitudinais- pressão, densidade do meio, temperatura e

mobilidade das partículas- Reflexão do eco- Sonar

ONDA ONDA

- A velocidade de difusão do som é cinco vezes mais rápida na água do que no ar

- Cetáceos e provavelmente Pinípedes produzem uma grande variedade de sons

ONDAONDA

Fonte: google imagensFonte: google imagens

-divisões acústicas funcionaiso Os sinais mais consistentes de odontocetos são usados

na ecolocalização. o Com base no pico de espectros, existem dois grupos

odontocetos ultra-sônica (Ketten 1984): Tipo I: pico de espectros acima de 100 kHz Tipo II: pico de espectros abaixo de 80 kHz*Tipo M: adaptados aos infrassons

o Baleias: - gemidos(200Hz)- chamadas (1KHz)- Canções

ONDA – ULTRA SOMONDA – ULTRA SOM

Fonte: Blog baleia franca Fonte: http://sotaodaines.chrome.pt/Sotao/golfinho.html

Exemplo:

Pseudorca crassidens – falsa baleia assassina produz picos bimodais de frequência entre 70 kHz

• Sinais usados por golfinhos na ecolocação de objetos imersos têm formado uma série de curtos pulsos (clicks) de frequência

Fonte: http://www.exploratorium.edu/theworld/sonar/sonar.html

Orelha ExternaOrelha Externa

• Pavilhão auricular perdido ou vestigial• Canais auditivos presentes mas com função discutida•Em odontocetos: canal externo conectado com restos celulares e cerume sem conexão observável com a membrana timpânica ou ossos temporais

• Meato acústico externo ocluídoMysticeti cerume

Odontoceti epitélio

Orelha MédiaOrelha Média

• Ossículos altamente mineralizados• Articulação ossicular em ângulo reto aumenta rigidez• Plexo venoso da mucosa bem desenvolvido equaliza a pressão na cavidade timpânica no mergulho• Região timpânica não participa da formação do crânio melhor detecção direcional

Fonte: google imagens

Orelha InternaOrelha Interna

•Sistema vestibular reduzido• Canais semicirculares menores que a cóclea •Cóclea com 3½ ; Giro basal mais largo• Lâmina espiral desenvolvida e membrana basilar delgada•Transmissão através do tecido adiposo da mandíbula •2000 a 4000 células/mm no gânglio espiral (Corti)• 3 vezes mais neurônios Importância da

audição

Equilíbrio

• BaleiasOs odontocetos possuem o mais complexo sistema de produção e recepção de sons dos mamíferos marinhosNão apresentam cordas vocais, e se supõe que a produção dos sons seja feita nos seios cranianos.

Órgãos envolvidos na ecolocalização em cetáceos

O Fenômeno da Ecolocação

• Emissão de ondas ultra-sônicas (150kHz)

• Detectar a forma, a distância e tempo

Órgãos envolvidos na Ecolocação

Emissão de sons

Pulsos (cliques) – 0,001 a 0,1 s em freqüências de 100 a 200 kHz. Assobios com duração de 0,5 s em freqüências de 4 a 20 kHz.

Recepção dos Sons

Funcionamento – ECO

O lapso temporal entre os estalidos permite ao golfinho identificar a distância que o separa do objeto ou presa em movimento. Também permite saber a textura, a densidade e o tamanho do objeto ou presa.

Diferenças entre as Ordens

• Odontocetos - a cavidade do tímpano está isolado acusticamente do resto do crânio, de forma que cada ouvido possa detectar sons independentemente, determinando com isto a direção de onde provém.

• Misticetos - possuem abertura auditiva externa (um canal em forma de S), fechada por um tampão de cera.

Genes

• Prestina - uma proteína motora expressa em células ciliadas externas (CCE) de mamíferos que confere sensibilidade e seletividade a sons de alta frequência no sistema auditivo de mamíferos.

Outros animais

BACALHAU

ARENQUE

ANCHOVA

Aquatic Mammals 2002, Aquatic Mammals 2002, 28.3, 275–28428.3, 275–284

Characteristics of echolocation signals used Characteristics of echolocation signals used by a harbour porpoiseby a harbour porpoise

((Phocoena phocoena) in a target detection Phocoena phocoena) in a target detection experimentexperiment

Jonas Teilmann1,5, Lee A. Miller1, Tim Kirketerp1, Ronald A. Jonas Teilmann1,5, Lee A. Miller1, Tim Kirketerp1, Ronald A. Kastelein2,Kastelein2,

Peter T. Madsen3, Bjarke K. Nielsen3 and Whitlow W. L. Au4Peter T. Madsen3, Bjarke K. Nielsen3 and Whitlow W. L. Au4

•Estudo realizado com um macho de Phocoena phocoena (Toninha)

•Local- Harderwijk Marine Mammal Park and Waterland Neeltje Jans, Holanda•Objetivo- Investigar a capacidade dos botos de detectar quantitativamente os alvos em intervalos diferentes e descrever os sinais usados para estas tarefa.

http://www.biopesca.org.br/toninha.html

- Emitem cliques de alta e baixa frequência para orientação e captura de presas- 16KHz-128KHz e cerca de 157dB- Intervalo de cliques varia entre 20-59ms

Configuração e procedimento Configuração e procedimento experimentalexperimental

- Utilização de um cerco de isolamento entre o animal e treinador- Monitoramento do animal por uma câmera- Repetições com objetos e em outras não- Detecção do objeto- procura de uma recompensa com treinador - Não detecção- permanecia por 6 segundos em um aro e depois recebia recompensa

http://www.google.com.br/imgres?q=golfinho+e+recompensa

Gravações AcústicasGravações Acústicas

•Esfera grande (7,62cm de diâmetro) e esfera pequena (5,08cm) •Diferentes distâncias 12,14,16, 18 e 20 metros•Medindo os intervalos de tempo entre os cliques, o número de cliques e a energia destesResultados:-Detecção da esfera grande em todas as repetições ( decaindo >16 metros) -Detectou a pequena esfera nas repetições de 12 e 14m- Menos cliques para avaliar a grande esfera

• Intervalo entre os cliques manteve uma média em todas as sessões-60ms

• Sinais menos intensos foram utilizados para avaliar a esfera grande

• Diferença significativa entre a energia de cliques usados para a pequena esfera e quando nenhum alvo estava presente, independente da distância

• Pré-clique- mecanismo de som produzido pelo animal e não um reflexo do ambiente

AKAMATSU T. et. al. Comparison of echolocation behaviour between coastal and riverine porpoises. Japan, 2006.

KETTEN, D. R. Structure And Function In Whale Ears, BioacousticsThe International Joum.al ofAnimal Sound and its Recordi,'C, 1997, Vol. 8, pp. 103-135PHILIPS J. D., et. al. Echolocation in the Risso´s Dolphin, Grampus griseus: A

preliminary reportROBLES, J. C. R. Ballenas, Delfines y otros Cetáceos de Peru – Uma Fuente

de Información. Perú, nov. 2009. RIMSKAYA-KORSAKOVA L. K. AND DUBROVSKY N. A. Dolphins’

Echolocation Strategy of Target Identification: Is It Determined by the Peripheral Auditory Encoding? . Andreev Acoustics Institute, Russian Academy of Sciences,ul. Russia, 2005.

TEILMANN, J. et. al. Characteristics of echolocation signals used by a harbour porpoise (Phocoena phocoena) in a target detection experiment, Aquatic Mammals 2002, 28.3, 275–284

THOMAS,J.A. et. al. Echolocation in bats and dolphins, Chicago, 2004WHITLOW, W. L. AU. A Comparision of the Sonar Capabilities of Bats and

Dolphins

REFERÊNCIASREFERÊNCIAS

OBRIGADA!OBRIGADA!