Ηχητική λήψη

Χελώνες

Μερικές φορές υποτίθεται ότι το αυτί της χελώνας είναι ένα εκφυλισμένο όργανο, σε μεγάλο βαθμό ή ακόμη και εντελώς μη ανταποκρινόμενο στον ήχο. Αν και το αυτί της χελώνας είναι ασυνήθιστο από ορισμένες απόψεις και μπορεί να θεωρηθεί εξειδικευμένο στον τρόπο λήψης και χρήσης ήχων, δεν είναι εκφυλισμένο όργανο. Υπάρχουν καλές ενδείξεις ότι οι χελώνες είναι ευαίσθητες σε αερομεταφερόμενα κύματα χαμηλής συχνότητας και ότι ορισμένα είδη έχουν εξαιρετική οξύτητα σε αυτό το εύρος.

Μια πλάκα χόνδρου σε κάθε πλευρά της κεφαλής χρησιμεύει ως τυμπανική μεμβράνη. Προχωρώντας προς τα μέσα από τη μέση αυτής της πλάκας είναι μια οστεοειδής αλυσίδα δύο στοιχείων που αποτελείται από μια περιφερειακή extracolumella και μια μεσαία columella του οποίου το διογκωμένο άκρο (τα στολίδια) βρίσκεται στο ωοειδές παράθυρο της ωτικής κάψουλας. Μέσα στην ωτική κάψουλα υπάρχουν οι συνηθισμένες απολήξεις λαβυρινθίνης, συμπεριλαμβανομένης μιας ακουστικής θηλής. Η ακουστική θηλή βρίσκεται σε μια διαδρομή μεταξύ του οβάλ παραθύρου και ενός ανοίγματος (το στρογγυλό παράθυρο) στο οπίσθιο τοίχωμα της ωτικής κάψουλας. Σε αντίθεση με το στρογγυλό παράθυρο στα περισσότερα αυτιά, ότι στις χελώνες δεν έχει μεμβρανώδες κάλυμμα για τη μετάδοση μεταβολών πίεσης στην κοιλότητα γεμάτη με αέρα του μεσαίου αυτιού. Αντ 'αυτού, το άνοιγμα οδηγεί σε έναν θάλαμο γεμάτο με ρευστά, την περικυκλική εσοχή, που εκτείνεται πλευρικά και πρόσθια για να περικλείει το εξωτερικό τμήμα της διαστολικής στήλης της στήλης. Μια περικυκλική μεμβράνη διαχωρίζει το perilymph (υγρό) της ωτικής κάψουλας από το υγρό της εσοχής. Όταν τα στάδια μετακινούνται προς τα μέσα από το columella σε μια φάση ηχητικής δόνησης, το υγρό της ωτικής κάψουλας μετατοπίζεται, προκαλώντας αλλαγή πίεσης που, αφού περάσει μέσα από το σάκο που περιέχει τα ακουστικά άκρα, συνεχίζεται σε κυκλική πορεία προς το εξωτερικό επιφάνεια των σταφυλιών. Όταν η columella κινείται προς τα έξω, το κύκλωμα υγρού αντιστρέφεται. Ως εκ τούτου, το αποτέλεσμα ενός συνεχούς ηχητικού κύματος είναι μια άνοδος εμπρός και πίσω των υγρών στην ωτική κάψουλα και της περικυκλικής εσοχής στην ίδια συχνότητα με εκείνη του ήχου.

Η ειδική μηχανική διάταξη στο αυτί της χελώνας είναι πλήρως αποτελεσματική στο εύρος χαμηλών συχνοτήτων. Πράγματι, η σχετικά μεγάλη μάζα ιστού και υγρού που εμπλέκονται στην απόκριση στους ήχους ευθύνεται εν μέρει για την αποτελεσματικότητα του αυτιού σε χαμηλές συχνότητες και επίσης για την ταχεία απώλεια ευαισθησίας καθώς αυξάνεται η συχνότητα.

Αυτός ο τύπος κοχλιακής απόκρισης στους ήχους δεν είναι περίεργος στις χελώνες. Βρίσκεται επίσης στα φίδια, μέσω δομικής διάταξης παρόμοιας μορφής. Αν και εμφανίζεται επίσης στα αμφισαβενίδια, η διαδρομή του υγρού σε αυτά τα ζώα είναι τελείως διαφορετική: προχωρά μέσω της περλυφατικής εσοχής στην εγκεφαλική κοιλότητα και έπειτα από μια πρόσθια διέλευση κατά μήκος της κεφαλής προς την πλευρική επιφάνεια των σταφυλιών.

Ορισμένα πειράματα που αφορούν την ευαισθησία της χελώνας στους ήχους έχουν χρησιμοποιήσει μεθόδους προπόνησης (προσαρμοσμένες απαντήσεις) μόνο λίγοι έχουν γνωρίσει επιτυχία. Διαπιστώθηκε ότι οι χελώνες του είδους Pseudemys scripta, που εκπαιδεύτηκαν να αποσύρουν το κεφάλι τους, ανταποκρίνονται στον ήχο πάνω από το εύρος χαμηλών συχνοτήτων, με τη μεγαλύτερη ευαισθησία στην περιοχή των 200 έως 640 hertz. Αυτό το αποτέλεσμα είναι σε στενή συμφωνία με ηλεκτροφυσιολογικές παρατηρήσεις στις οποίες έχει βρεθεί ότι θα μπορούσαν να ληφθούν παλμοί από το ακουστικό νεύρο του Chrysemys picta για τόνους μεταξύ 100 και 1.200 hertz, με την υψηλότερη ευαισθησία για τόνους κάτω των 500 hertz. Παρόμοια αποτελέσματα έχουν επιτευχθεί με πρόσθετες παρατηρήσεις αυτού του είδους με πολλά άλλα είδη χελωνών, μερικά από τα οποία είναι πολύ ευαίσθητα σε μια στενή ζώνη συχνοτήτων στην περιοχή χαμηλού τόνου. Προφανώς, ο τύπος του μηχανισμού υποδοχέα στη χελώνα μπορεί να επιτύχει μεγάλη ευαισθησία μέσω μηχανικού συντονισμού σε μια συγκεκριμένη περιοχή της κλίμακας χαμηλής συχνότητας.

Έχουν επίσης αποδειχθεί ότι αυτές οι αποκρίσεις αφορούν εναέρια κύματα και όχι για δονήσεις που δημιουργούνται στο έδαφος. Η ευαισθησία στις επιφανειακές δονήσεις ήταν σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των εναέριων ήχων. Επιπλέον, η κοπή της κολομελιάς μείωσε σοβαρά τις αποκρίσεις στους εναέριους ήχους, αλλά δεν επηρέασε πολύ τις μηχανικές δονήσεις που εφαρμόστηκαν στο κέλυφος της χελώνας.