Ecolocação em Cetáceos

1. Ecolocação em Cetáceos Lauana Lemos Lilian Areal Marcela Marega Imamura Mariane Ferrarini Andrade Marina Carmona Hernandes

2. INTRODUÇÃO Ordem Cetacea 1. Subordem Archaeoceti 2. Subordem Mysticeti 3. Subordem Odontoceti 2. Baleia Jubarte Fonte: http://www.conexaomergulho.com.br 1. Pakicetus Fonte: http://www.neoucom.edu/Depts/Anat/Pakicetid.html 3. Golfinho rotador Fonte: http://iguinho.ig.com.br/canalnatureza/golfinho.html

3. 1.Morfologia externa INTRODUÇÃO Fonte: http://www.conexaomergulho.com.br

4. 2. Características gerais INTRODUÇÃO • 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

5. INTRODUÇÃO • 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 Fonte: http://www.conexaomergulho.com.br

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

7. Ecolocação INTRODUÇÃO • 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

8. INTRODUÇÃO 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

9. INTRODUÇÃO “Ecolocalização artificial” Radar, Sonar e Aparelhos de Ultra-sonografia Fonte: http://somefisica.blogspot.com/2010_09_16_archive.html

10. Prováveis habilidades de Ecolocalização em outros mamíferos Baleias (Baleen Whales) Focas (Leptonychotes weddellii) Roedor - Blarina brevicauda Fonte: http://www.buzzle.com/articles/baleen-whales.html Fonte: http://profbiorenan.blogspot.com Leopardo marinho (Hydrurga leptonyx) Roedores Insetívoros Fonte: http://quiprona.wordpress.com http://ecologyadventure2.edublogs.org/new-page/water-shrew/ Fonte: http://www.divephotoguide.com

11. 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 ONDA Fonte: site Só Fisica Fonte: site Só Fisica

12. ONDA • ondas sonoras são longitudinais • pressão, densidade do meio, temperatura e mobilidade das partículas • Reflexão do eco • Sonar

14. 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 Fonte: google imagens Fonte: google imagens

15. ONDA – ULTRA SOM -divisões acústicas funcionais • Os sinais mais consistentes de odontocetos são usados ​​na ecolocalização. • 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 • Baleias: - gemidos(200Hz) - chamadas (1KHz) - Canções Fonte: Blog baleia franca Fonte: http://sotaodaines.chrome.pt/Sotao/golfinho.html

16. 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

17. Orelha 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 ocluído Mysticeti  cerume Odontoceti  epitélio

18. Orelha 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

19. Orelha 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 Equilíbrio Importância da audição

21. Baleias Os odontocetos possuem o mais complexo sistema de produção e recepção de sons dos mamíferos marinhos Não apresentam cordas vocais, e se supõe que a produção dos sons seja feita nos seios cranianos.

22. Órgãos envolvidos na ecolocalização em cetáceos

23. Emissão de ondas ultra-sônicas (150kHz) • Detectar a forma, a distância e tempo O Fenômeno da Ecolocação

24. Órgãos envolvidos na Ecolocação

25. 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.

26. Recepção dos Sons

28. 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.

29. 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.

30. 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.

31. Outros animais BACALHAU ANCHOVA ARENQUE

32. AquaticMammals 2002, 28.3, 275–284Characteristics of echolocation signals used by a harbour porpoise(Phocoenaphocoena) in a target detection experimentJonas Teilmann1,5, Lee A. Miller1, Tim Kirketerp1, Ronald A. Kastelein2,Peter T. Madsen3, Bjarke K. Nielsen3 andWhitlow 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

33. - 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

34. Configuração e procedimento experimental - 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

35. Gravações 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 destes • Resultados: • 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

36. 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

38. Referências Akamatsu T. et. al.Comparison of echolocation behaviour between coastal and riverineporpoises. Japan, 2006. Ketten, d. r. Structure And Function In Whale Ears, Bioacoustics The International Joum.al ofAnimal Sound and its Recordi,'C, 1997, Vol. 8, pp. 103-135 Philips J. D., et. al. Echolocation in the Risso´s Dolphin, Grampus griseus: A preliminary report Robles, 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 (Phocoenaphocoena) in a target detection experiment, AquaticMammals 2002, 28.3, 275–284 ThOMAS,J.A. et. al. Echolocation in batsanddolphins, Chicago, 2004 Whitlow, W. L. AU. A Comparision of the Sonar Capabilities of Bats and Dolphins

39. OBRIGADA!