החוש השישי של הדולפינים
החוש השישי של הדולפינים
מגיל צעיר הרגילו אותנו לחשוב שישנם בטבע חמישה חושים: ראייה, שמיעה, מישוש, טעם וריח, אבל האמת היא קצת אחרת.
בעלי-חיים מציגים מגוון רחב מאוד של חושים ("הנדיבים" מונים יותר מ-20 חושים!) בהם חישה מגנטית, חישת גרוויטציה (אליה מתייחסים לעתים כשיווי-משקל), חישת חום (קרינה אינפרא-אדומה), אלקטרו-לוקציה (חישה באמצעות חשמל), חישה סייסמית (באמצעות גלים העוברים דרך הקרקע) ועוד. אחד החושים המפותחים ביותר בטבע הוא האקו-לוקציה (איכון-הד בעברית, וידוע גם בראשי התבות הלועזיים SONAR) המשמש את לווייתני השיניים (בהם גם הדולפינים) כדי להתמצא בסביבתם ולצוד במחשכים של מעמקי הים, אפילו בשעות החשיכה ובמים עכורים. האקולוקציה התפתחה אצל לווייתני השיניים כדי לאפשר חישה מרחוק ובעיקר חישה של טרף. האור המועט בעומקים בהם פעילים יונקים אלה מגביל מאוד את כושר הראות שלהם והאקולוקציה מגדילה משמעותית את טווח החישה (מאות מטרים לעומת מטרים בודדים). צוללות משתמשות בסונאר מאותה הסיבה ואילו אצל לווייתני מזיפות, הניזונים מטרף קטן, מתלהק ובעל תנועה מוגבלת, לא התפתחה אקולוקציה.
השיטה: המונח אקולוקציה הוא חיבור של שתי מילים: "אקו" (הד) ו"לוקציה" (מיקום) המבטאות יחד את אופן פעולת החוש: מציאת המיקום באמצעות הדים. עקרון הפעולה דומה מאוד לזה של מכשירי סונאר: אות קצר של גלי קול משודר באמצעות מנגנון פיסיולוגי שהתפתח לשם כך (ראו בהמשך), האות פוגע בעצמים שהוא פוגש בדרכו (דגים, יונקים אחרים ועצמים דוממים) והמידע שבהדים החוזרים משמש כדי לחוש את הסביבה. נתוני ההד מאפשרים למוח של החיה לחשב את המיקום המדויק של העצם ממנו הוא הוחזר: המרחק מחושב על-פי מהירות הקול (במים) ומשך הזמן בין שידור האות לבין קליטת ההד. המיקום (הזוית האנכית והזוית האופקית) מחושב על פי הפרשי הזמנים, העצמה והתדר שבין שני ההדים הנקלטים בכל אחד משני צידי הגוף. מאפיינים נוספים של העצם (גדול, צורה וצפיפות) מחושבים על פי תכונות ההד המוחזר.
יכולות
מחקרים רבים נעשו על יכולותיו של חוש האקולוקציה של לווייתני השיניים. גורם עיקרי המתעניין בנושאים אלו הוא הצי האמריקאי המממן חלק גדול מן המחקר. בהכללה, ניתן לומר שחוש האקולוקציה מאפשר ללווייתנים לבצע כל משימה שמאפשר לו חוש הראייה לבצע. כושר האיתור מגיע ליכולת לאתר עצם בקוטר של חצי סנטימטר ממרחק של כ-20 מטרים. הדיוק במיקום של העצם במרחב מגיע לכדי כמה מעלות ומחקרים הראו שהלווייתנים מסוגלים אפילו להבדיל בין עצמים בצורות שונות ובין עצמים שצפיפותם שונה.
שידור: חלק מהאותות בהם משתמשים לווייתני שיניים הם על-קוליים (בתדרים גבוהים מאלה שאוזן האנושית רגישה להם) ויכולים לעלות מעל 100 קה"צ (100,000 מחזורים בשנייה). הסיבה העיקרית לשימוש בתדרים כה גבוהים היא עקרון פיסיקלי בסיסי הקובע שכדי לאתר עצם בגודל מסוים, יש להשתמש באות בעל אורך גל קצר מאותו עצם (אותו עקרון מגביל את כושר ההפרדה של מיקרוסקופים). כדי לשדר את האותות האלה פיתחה האבולוציה מנגנון פיסיולוגי ייחודי המבוסס על מערכת פתח הנשיפה, ה-Blowhole, שמחליף את מיתרי הקול (בהם משתמשים מרבית היונקים האחרים כדי להשמיע קולות). מנגנון הפקת האות כולל ממברנות דמויות שפתיים המפיקות את האותות וכיסים שומנים המשמשים ככל הנראה תעלות הובלת הקול לקדמת הראש. בנוסף, התפתח בקדמת הראש איבר שומני מיוחד דמוי כיפה הקרוי "מלון", שתפקידו לרכז את גלי הקול לכדי אלומה צרה המאפשרת לחיה לשלוט בכיוון אותו היא רוצה לסרוק.
קליטה: קשה להאמין, אבל אפילו אחרי עשרות שנות מחקר של אקולוקציה בלווייתני שיניים, אנחנו עדיין לא בטוחים לחלוטין כיצד מתבצעת קליטת ההדים. מרבית היונקים משתמשים באזניים כדי לקלוט גלי קול, אך אלה מותאמים מלכתחילה לקליטת גלי קול באוויר ולכן עברו רדוקציה משמעותית אצל לווייתנים. מרבית החוקרים מאמינים שקליטת גלי הקול החוזרים נעשית באמצעות הלסת התחתונה. חוקרים שחסמו את יכולת הקליטה על ידי הלסת (באמצעות בידוד אקוסטי שלה) הראו שלחיה הרבה יותר קשה להתמצא במרחב. למרות זאת, ישנם חוקרים הסבורים שגם לאוזן הסטנדרטית (תעלת השמע) יש תפקיד בקליטת ההדים.
קולות אחרים: צוללים שהזדמן להם לצלול לצד דולפינים, יודעים לספר על קולות שמשמיעים הדולפינים. קולות אלה אינם אותות האקולוקציה אותם סקרנו עד כה, אלא קולות תקשורתיים. קולות אלה שונים מאוד מבחינה אקוסטית מאותות האקולוקציה ומכונים שריקות (לעומת אותות האקולוקציה המכונים קליקים). השריקות החברתיות ארוכות הרבה יותר מהקליקים (נמשכות שניות בודדות לעומת מאות מיקרו-שניות) ותכולת התדרים שלהן נמוכה יותר (לכן ניתן לשמוע אותן). השריקות משמשות לתקשורת בין חברי הלהקה וחוקרים הראו שניתן לזהות את פרטי הלהקה על פי השריקות שלהם.
יפה שתיקה לחכמים: בשנים האחרונות התגלה שמיני לווייתנאים קטנים משתמשים באותות שונים מעט מאלו של מרבית לווייתני השיניים האחרים. האותות של אותם המינים (פוקנות, ראשתן גמדי, ומין אחד של דולפין) ארוכים יותר ומשודרים בתדרים גבוהים יותר מאשר אלה של לווייתנים אחרים. הסברה המקובלת כיום היא ששינוי הדפוס הזה התפתח כדי להימנע מטריפה של לווייתנים קטלנים. התיאוריה מציעה שלווייתנים קטלנים המתמחים בטריפת לווייתנאי שיניים, מאתרים אותם על פי אותות האקולוקציה שהם משמיעים (כפי שתנשמת מאתרת עכבר בשדה על פי הרחש שהוא משמיע). כדי להישאר "בלתי נראים" התפתחו אצל מינים אלו אותות בתדרים גבוהים יותר אשר אינם נשמעים על ידי הלווייתן הקטלן. מינים אחרים כמו לווייתני המקור משתמשים באסטרטגיה שונה כדי להמנע מטריפה. הקליקים של הלוויתנים האלו נשמעים על ידי הקטלנים ולכן הם צדים בעומקים גדולים ומפסיקים להשמיע קולות כאשר הם שומעים קליקים של לוויתן קטלן.
סונאר של דולפינים מול סונאר של עטלפים: סדרת בעלי החיים העיקרית השנייה המשתמשת באקולוקציה היא סדרת העטלפים. מרבית מיני העטלפים מסוגלים, בדומה ללווייתני השיניים, לשדר אותות על-קוליים ולהסתמך על ההדים החוזרים כדי לאתר מזון ולנווט בחשיכה מוחלטת. חוש האקולוקציה התפתח בנפרד אצל עטלפים ואצל לווייתני שיניים כדי לפתור בעיה דומה: היכולת המוגבלת של חוש הראייה. עטלפים כידוע פעילים בלילה כאשר עצמת האור מועטה עד אפסית והאקולוקציה מגבירה משמעותית את טווח החישה שלהם. אקולוקציה התפתחה בנפרד גם בשתי קבוצות של ציפורים החיות במערות. ההבדל העיקרי בין אקולוקציה מעל למים לזו שבתוך המים נובע מהתכונות הפיסיקליות של התווך. גלי קול על קוליים דועכים באויר הרבה יותר מהר מאשר במים. לכן מטוסים אינם משתמשים בסונאר, אלא במכ"מ המבוסס על אנרגיה אלקטרו-מגנטית. מסיבה זו, מוגבל טווח חישתם של העטלפים לעומת זה של לווייתני השיניים (עשרות מטרים בודדות לעומת מאות מטרים רבות). עטלפים פיתחו שיטות מיוחדות להתמודד עם הבעיה הזו המבוססות ברובן על שינוי תכונות האות, אך על כך במאמר נפרד, במגזין העטלפים.
