Биофизические основы звукоизвлечения в живом мире

ВВЕДЕНИЕ
Подобно человеку животные обитают в весьма сложном мире, наполненном множеством информации и контактов с разнообразными объектами живой и неживой природы.
Абсолютно каждая популяция, будь то насекомые, рыбы, птицы или млекопитающие, это не случайное скопление особей, а совершенно определенным образом упорядоченная, организованная система. Поддержание порядка и организации возникает в результате столкновения интересов отдельных животных, каждое из которых определяет свое место и положение в общей системе, ориентируясь на своих собратьев. Для этого животные должны иметь возможность сообщать себе подобным о своих потребностях и о возможностях их достижения. Следовательно, у каждого вида должны существовать определенные способы передачи информации. Это различные способы сигнализации, которые, по аналогии с нашими собственными, могут быть условно названы "языком". Сигналы языка животных строго специфичны для каждого вида и генетически обусловлены. Они в общих чертах одинаковы у всех особей данного вида, а их набор практически не подлежит расширению. Сигналы, используемые животными большинства видов, достаточно разнообразны и многочисленны [1].
Таким образом, язык большинства животных - это совокупность конкретных сигналов - звуковых, обонятельных, зрительных и т.д., которые действуют в данной ситуации и непроизвольно отражают состояние животного в данный конкретный момент.
Цель: изучение биофизических основ звукоизвлечения в живом мире.
Задачи:
Проанализировать литературные источники.
Определить биофизические основы звукоизвлечения в живом мире.
Сделать выводы.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Всем животным приходится добывать пищу, защищаться, охранять границы территории, искать брачных партнеров, заботиться о потомстве. Для нормальной жизни каждой особи необходима точная информация обо всем, что ее окружает. Получение этой информации происходит посредством систем и средств коммуникации. Животные принимают коммуникативные сигналы и другую информацию о внешнем мире с помощью физических чувств - зрения, слуха и осязания, а также химических чувств - обоняния и вкуса.
У большинства таксономических групп животных присутствуют и одновременно функционируют все органы чувств. Однако в зависимости от их анатомического строения и образа жизни функциональная роль разных систем оказывается неодинаковой. Сенсорные системы хорошо дополняют друг друга и обеспечивают полную информацию живого организма о факторах внешней среды. В то же время, в случае полного или частичного выхода из строя одной или даже нескольких из них, оставшиеся системы усиливают и расширяют свои функции, чем компенсируют недостаток информации. Так, например, ослепшие и оглохшие животные оказываются способны ориентироваться в окружающей среде с помощью обоняния и осязания. Хорошо известно, что глухонемые люди легко научаются понимать речь собеседника по движению его губ, а слепые - читать при помощи пальцев [3].
В зависимости от степени развития у животных тех или иных органов чувств, при общении могут использоваться разные способы коммуникаций. Так, во взаимодействиях многих беспозвоночных, а также некоторых позвоночных, у которых отсутствуют глаза, доминирует тактильная коммуникация. У многих беспозвоночных имеются специализированные тактильные органы, например антенны насекомых, часто снабженные хеморецепторами. Благодаря этому их осязание тесно связано с химической чувствительностью [2].
Из-за физических свойств водной среды, ее обитатели общаются между собой главным образом с помощью зрительных и звуковых сигналов. Достаточно разнообразны коммуникативные системы насекомых, особенно их химическая коммуникация. Самое большое значение они имеют для общественных насекомых, социальная организация которых может соперничать с организацией человеческого общества.
Рыбы используют по крайней мере три типа коммуникативных сигналов: звуковые, зрительные и химические, часто их комбинируя.
Хотя земноводные и пресмыкающиеся имеют все характерные для позвоночных органы чувств, формы их коммуникации сравнительно просты.
Коммуникации птиц достигают высокого уровня развития, за исключением хемокоммуникации, имеющейся буквально у единичных видов. Общаясь с особями своего, а также других видов, в том числе с млекопитающими и даже с человеком, птицы используют главным образом звуковые, а также зрительные сигналы. Благодаря хорошему развитию слухового и голосового аппарата, птицы имеют прекрасный слух и способны издавать множество разных звуков. Стайные птицы используют более разнообразные звуковые и зрительные сигналы, чем птицы одиночные. У них существуют сигналы, собирающие стаю, извещающие об опасности, сигналы "все спокойно" и даже призывы к трапезе [3].
В общении наземных млекопитающих довольно много места занимает информация об эмоциональных состояниях - страхе, гневе, удовольствии, голоде и боли.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Велико разнообразие звуков в мире животных. Голосовые аппараты птиц принадлежат к типу духовых «музыкальных» инструментов, звук в них образуется за счёт движения воздуха, выдыхаемого из лёгких. Особенно интересны голосовые аппараты птиц. Например, пение канарейки по громкости сравнимо с голосом человека, хотя по массе канарейка составляет менее 0,001 его массы. У птиц имеется не одна гортань, а две: Верхняя, как у всех млекопитающих и, кроме того, нижняя, причём главная роль в образовании звуков принадлежит нижней гортани, устроенной очень сложно и разнообразно у разных видов птиц Голосовой аппарат млекопитающих мало отличается от голосового аппарата человека, но последний  богаче тоном.
Лягушки обладают весьма громкими и разнообразными голосами. У некоторых видов лягушек имеются интересные приспособления для усиления звука в виде больших шарообразных пузырей по бокам головы, раздувающихся при крике и служащих сильным резонатором. Звучание насекомых вызывается чаще всего быстрыми колебаниями крыльев при полёте (комары, мухи, пчёлы). Полёт того насекомого, которое чаще машет крыльями, воспринимается нами как звук большей частоты и, следовательно, более высокий.
У некоторых насекомых, например, кузнечиков, встречаются специальные органы звучания – ряд зубчиков на задних ножках, задевающих за края крыльев и вызывающих их колебания. У некоторых жуков получаются довольно громкие скрипучие звуки при трении сегментов брюшка о твёрдые надкрылья. Звучащий аппарат цикад также приводится в действие колебаниями брюшка. В отличие от голосовых аппаратов позвоночных органы дыхания насекомых совершенно не имеют отношения к процессу дыхания.
Наиболее интересными являются ультразвуковые волны, с помощью которых общаются дельфины в толще воды и инфразвук, который отдельные животные могут не только улавливать и различать(медузы), но и издавать низкочастотные волны (львы).
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кузнецов, А. А. Биофизика. Термодинамика биологических процессов. Динамические свойства биологических процессов: учеб. пособие / А. А. Кузнецов; Владим. гос. ун-т. - Владимир, 1998. - 134 с.
2. Кузнецов, А. А. Биофизика. Молекулярная биофизика. Биофизика клеточных процессов. Механизмы межклеточных взаимодействий: учеб. пособие / А. А. Кузнецов; Владим. гос. ун-т. - Владимир, 2000. - 103 с.
3.Панов Е.Н. Сигнализация и "язык" животных. М., 1976.