고래 발성

Whale vocalization
혹등고래는 그들의 노래로 잘 알려져 있습니다.화살표를 클릭하여 오디오가 포함된 비디오를 재생합니다.

고래들의사소통과 감각을 위해 다양한 소리를 사용합니다.[1]소리를 내는 데 사용되는 메커니즘은 고래과에 따라 다릅니다.고래, 돌고래, 상괭이를 포함한 해양 포유류는 물 속에서의 다른 감각의 제한된 효과 때문에 육지 포유류보다 훨씬 더 소리에 의존합니다.바다가 을 산란시키는 입자성 방식 때문에 시각은 해양 포유류에게 덜 효과적입니다.냄새 또한 제한적인데, 분자가 공기보다 물에서 더 느리게 확산되기 때문에 냄새의 효과가 떨어집니다.하지만, 해수면의 대기보다 물속에서 소리의 속도가 대략 4배나 더 빠릅니다.바다 포유류는 청각에 의존해 의사소통을 하고 먹이를 먹기 때문에, 환경운동가들과 고래학자들은 선박, 음파 탐지기, 해양 지진 조사로 인해 전 세계 바다에서 증가하는 주변 소음으로 인해 피해를 입는 것에 대해 우려하고 있습니다.[2]

"노래"라는 단어는 혹등고래를 비롯한 몇몇 고래 종들이 내는 규칙적이고 예측 가능한 소리의 패턴을 설명하는 데 사용됩니다.이는 음악과 함께 또는 음악과 비교하여 포함되며, 수컷 혹등고래는 인간의 음악적 전통과 "놀라울 정도로 유사한" 노래들의 "열정적인 작곡가"로 묘사되었습니다.[3]혹등고래의 노래는 암컷 고래들에게 수컷의 건강을 전달한다고 제안되어 왔습니다.[4]향유고래와 돌고래가 내는 딸깍거리는 소리는 엄밀하게 노래는 아니지만, 딸깍거리는 소리는 단일 고래의 정체성을 그 무리의 다른 고래들에게 전달하는 개별화된 리듬적인 순서라고 제안되어 왔습니다.이러한 클릭 순서를 통해 그룹은 먹이 찾기 활동을 조정할 수 있다고 합니다.[5]

소리의 생성

인간은 후두를 통해 공기를 통과시킴으로써 유성음을 만들어냅니다.후두 내에서 성대가 가까이 모이면 통과하는 공기가 성대를 교대로 닫고 열리게 하여 연속적인 공기 흐름을 진동으로 들리는 개별적인 공기 펄스로 분리합니다.[6]이 진동은 구강비강에 있는 언어 기관에 의해 더욱 변형되어 인간의 언어에 사용되는 소리를 만들어냅니다.

고래의 소리 생성은 이 메커니즘과 현저한 차이가 있습니다.정확한 메커니즘은 고래류의 두 개의 주요 하위 분류인 Odontoceti (돌고래를 포함한 이빨을 가진 고래)와 Mysticeti (흰고래와 같은 가장 큰 고래를 포함한 흰긴수염고래)에서 다릅니다.

오돈토세테 고래

돌고래 반향 위치에서의 과정: 녹색에서 돌고래가 내는 소리, 물고기에서 나오는 빨간색.
Outline of what's inside a dolphin head. The skull is to the rear of the head, with the jaw bones extending narrowly forward to the nose. The anterior bursa occupies most of the upper front of the head, ahead of the skull and above the jaw. A network of air passages run from the upper roof of the mouth, past the back of the anterior bursa, to the blowhole. The posterior bursa is a small region behind the air passages, opposite the anterior bursa. Small phonic tips connect the bursa regions to the air passages.
음향 생산에 관련된 지역을 보여주는 이상적인 돌고래 머리.이 이미지는 Cranford(2000)에서 다시 그려졌습니다.

오돈토사이트는 주로 반향 위치 측정을 위한 것으로 생각되는 고주파 클릭의 급속한 폭발을 발생시킵니다.치아의 특수한 기관들은 그것의 환경에 대한 소리 정보를 얻기 위해 0.2에서 150 kHz의 주파수로 딸깍거리는 소리와 윙윙거리는 소리를 냅니다.더 짧은 파장은 물속에서 더 긴 파장만큼 멀리 이동하지 않기 때문에 더 낮은 주파수는 거리 반향 위치에 사용됩니다.주파수가 높을수록 더 짧은 거리에서 더 효과적이며 대상에 대한 더 자세한 정보를 나타낼 수 있습니다.클릭에서 나오는 메아리는 목표물까지의 거리뿐만 아니라 목표물의 크기, 모양, 속도, 움직임의 벡터까지 전달합니다.또한, 반향정위는 눈으로 동일하더라도 물질 구성이 다른 물체들 간의 차이를 다른 밀도로 쉽게 구별할 수 있게 해줍니다.개인은 또한 다른 포드 구성원들의 반향으로부터 간섭을 받지 않고 포드 공급 활동 동안 자신의 반향을 분리할 수 있는 것으로 보입니다.[7]

휘파람은 의사소통을 위해 사용되고, 4개월에서 6개월 된 송아지들은 일생 동안 가장 자주 사용하는 독특한 소리를 기릅니다.이러한 "시그니처 호루라기"는 개인에게 독특하며, 다른 이돈토케트들 사이에서 식별의 형태로 사용될 수 있습니다.[7]큰 무리의 돌고래들이 다양한 종류의 소리를 내지만, 그 소리의 의미에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.Frankel은 한 연구자의 말을 인용하는데, 그는 한 무리의 어린이들이 학교 운동장에서 듣는 것과 같다고 말합니다.[8]

냄새가 나는 여러 소리는 음운 입술이라고 불리는 머리의 구조물을 통해 공기를 통과시킴으로써 만들어집니다.[9]그 구조는 인간의 비강과 비슷하지만, 음핵 입술은 인간의 후두에 위치한 인간의 성대와 비슷하게 작용합니다.공기가 이 좁은 통로를 통과하면서 음핵 입술막이 함께 빨려 들어가면서 주변 조직이 진동하게 됩니다.이러한 진동은 인간 후두의 진동과 마찬가지로 의식적으로 매우 민감하게 조절될 수 있습니다.[9]그 진동은 머리의 조직을 통해 메론으로 전달되는데, 메론은 소리를 반향 위치 측정에 유용한 한 줄기의 소리로 형성하고 유도합니다.향유 고래를 제외한 모든 이빨이 있는 고래는 두 세트의 음운 입술을 가지고 있으므로 독립적으로 두 개의 소리를 낼 수 있습니다.[10]공기가 음경 입술을 통과하면 전정낭으로 들어갑니다.그로부터 공기는 다시 비강 복합체의 하부로 재활용되어 다시 소리를 만들기 위해 사용될 준비가 되거나 블로우홀을 통해 배출될 수 있습니다.[citation needed]

포닉 립(phonic lips)의 프랑스어 이름인 museau de singe는 문자 그대로 "원숭이의 입마개"로 번역되는데, 포닉 립 구조가 닮았다고 여겨집니다.[11]2004년에 컴퓨터 축방향단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영 스캔을 사용한 새로운 두개 분석은, 적어도 병코 돌고래의 경우, 구개 인두 괄약근에 의해 폐에서 비강 복합체로 공기가 공급될 수 있다는 것을 보여주었습니다.돌고래가 숨을 참을 수 있는 한 소리를 만드는 과정이 계속될 수 있도록 하는 것입니다.[12]

미스테테고래

수염고래(공식적으로 미스틱이라고 불리는)는 음운 입술 구조를 가지고 있지 않습니다.대신에, 그들은 소리를 내는 데 역할을 하는 것처럼 보이는 후두를 가지고 있지만, 성대가 부족하고, 과학자들은 정확한 메커니즘에 대해 불확실합니다.[13]그러나 고래가 소리를 내기 위해 숨을 내쉴 필요가 없기 때문에 이 과정이 인간과 완전히 유사할 수는 없습니다.그들은 이 목적을 위해 몸 주변의 공기를 재활용할 가능성이 높습니다.[14]두개골 부비동 또한 소리를 만드는 데 사용될 수 있지만, 연구원들은 현재 어떻게 하는지 확신하지 못하고 있습니다.

발성 가소성 및 음향적 거동

전 세계적으로 최소 9마리의 흰긴수염고래의 음향 개체수가 있습니다.[15]지난 50년 동안 흰긴수염고래들은 그들이 노래하는 방식을 바꾸어 놓았습니다.통화 빈도가 점점 낮아지고 있습니다.예를 들어, 호주 피그미 흰긴수염고래는 평균 통화 주파수를 약 0.35Hz/년으로 감소시키고 있습니다.[16]

흰긴수염고래의 이동 패턴은 여전히 불분명합니다.어떤 개체군은 몇 년 동안 연중 높은 생산성의 서식지에 거주하는 것으로 보이며,[17] 다른 개체군은 고위도의 먹이 공급장으로 장기간 이동하지만, 이동의 범위와 그에 따른 개체군의 구성 요소는 잘 알려져 있지 않습니다.[18]

사운드 레벨

흰긴수염고래 소리의 주파수는 10Hz에서 31kHz에 이릅니다.[19]일반적인 레벨 목록은 아래 표에 나와 있습니다.

원천 광대역 소스 레벨(1m에서 1μ {\ \ Pa)[20]
긴수염고래의 신음소리 155–186
흰긴수염고래 155–188
회색고래의 신음소리 142–185
뱃머리 고래 성조, 신음소리, 노래 128–189

고래가 만들어내는 소리의 목적

혹등고래 (그리고 일부 흰긴수염고래)의 복잡한 소리가 주로 성적 선택에 사용된다고 믿어지는 반면,[21] 대체적인 용도를 가지고 일년 내내 사용되는 다른 고래 종에 의해 만들어진 더 단순한 소리들이 있습니다.[citation needed]고래 관찰자들은 어미 고래들이 인간의 쿠킹과 비슷한 소리를 내면서 장난스러운 동작으로 그들의 어린 고래들을 수면을 향해 들어올리는 것을 지켜봤습니다.[22]고래들이 내는 이 쿠잉 같은 소음은 어린 고래의[22] 긴장을 풀어주기 위해 고안된 것으로 보이며, 고래들이 내는 몇 가지의 독특한 일상 소음 중 하나입니다.상어와 같은 일부 물고기와 달리 이빨이 있는 고래는 후각이 없어서 먹이 사냥이나 어둠 속에서 바다를 항해할 때 모두 반향 정위에 크게 의존하게 됩니다.[citation needed]이것은 고래들이 침몰한 배나 다른 동물들과 같은 그들이 직면할지도 모르는 어떤 장애물도 항해할 수 있도록 보장하기 위해 일년 내내 소음을 낼 것을 요구합니다.[citation needed]

또한 고래들이 매우 사회적인 생물체라는 것도 증명되었답니다.1년 내내 나는 소음(주음은 휘파람, 딸깍 소리, 펄스 소리)은 다른 팀원들과 의사소통하는 데 사용됩니다.[23]고래가 내는 각각의 소리는 다른 것을 의미할 수 있습니다.고래들이 내는 딸깍거리는 소리는 항해에 사용됩니다.

고래들이 때때로 순수하게 미적인 즐거움, 개인적인 만족을 위해 노래를 부르는지, 아니면 '예술을 위해'를 위해 노래를 부르는지에 대한 질문은 몇몇 사람들에 의해 "검증할 수 없는 질문"으로 여겨집니다.[24]

혹등고래의 노래

혹등고래의 발성을 담은 스펙트로그램.37초 녹음 혹등고래 노래 중 처음 24초 동안 세부 사항이 나와 있습니다.천상의 고래 노래와 에코로케이션 클릭은 각각 가로 줄무늬와 세로 스윕으로 볼 수 있습니다.[citation needed]

인도양에서 발견되는 혹등고래와 흰긴수염고래의 아종인 두 종류의 고래는 고래의 노래라고 알려진 다양한 주파수에서 일련의 반복되는 소리를 내는 것으로 알려져 있습니다.해양생물학자 필립 클래펌(Philip Clapham)은 이 노래를 "아마도 동물계에서 가장 복잡한 곡"이라고 설명합니다.[25]

수컷 혹등고래는 짝짓기 철에 이런 발성을 자주 하기 때문에 노래의 목적은 짝짓기를 돕기 위한 것으로 여겨집니다.[8]

고래 노래에 대한 관심은 연구원 로저 페인과 스콧 맥베이가 섬 해안에서 수중 친수성을 가진 러시아 잠수함을 듣기 위해 SOFAR 기지에서 미국 정부를 위해 일하고 있던 프랭크 와틀링턴이라는 이름의 버뮤디안이 이 노래에 관심을 가져온 후에 촉발되었습니다.[26]페인은 1970년에 가장 많이 팔린 혹등고래노래들을 발표했고, 고래의 노래들은 다른 것들 중에서도 가수 주디 콜린스에 의해 빠르게 인간 음악에 통합되었습니다.

그 노래들은 뚜렷한 계층 구조를 따릅니다.노래의 기본 단위(때로는 느슨하게 "음표"라고 불리는)는 최대 몇 초 동안 지속되는 중단되지 않은 소리의 단일 방출입니다.이러한 소리는 주파수가 20Hz에서 24kHz 이상으로 다양합니다(일반적인 사람의 청력 범위는 20Hz에서 20kHz입니다).장치는 주파수 변조(즉, 음정 동안 음의 피치가 상승, 하강 또는 동일한 상태로 유지될 수 있음)되거나 진폭 변조(더 크거나 더 조용해집니다)될 수 있습니다.그러나 곡의 스펙트럼 프로그램 표현에 대한 대역폭 조정은 FM 사운드의 본질적인 펄스 특성을 보여줍니다.

4개 또는 6개의 유닛의 모음은 하위 프레이즈(sub-phrase)로 알려져 있으며, 약 10초 동안 지속됩니다(악구도 참조).[8]두 개의 하위 구문 모음은 구문입니다.고래는 일반적으로 2-4분 동안 같은 말을 반복합니다.이것을 테마라고 합니다.주제 모음은 노래로 알려져 있습니다.[8]고래 노래는 30분 정도 지속될 것이고, 몇 시간 혹은 심지어 며칠에 걸쳐 계속 반복될 것입니다.[8]이러한 '러시아 인형' 소리의 계층구조는 선형구조만 있는 새소리와 같은 다른 동물적 의사소통 형태보다 복잡성에서 더 인간다운 통사적 구조를[27] 제시합니다.[28]

한 지역에 있는 모든 고래들은 어느 시점에서든 사실상 같은 노래를 부르고 그 노래는 시간이 지남에 따라 끊임없이 그리고 천천히 진화합니다.[citation needed]예를 들어, 한 달 동안 업스위프(주파수 증가)로 시작한 특정 단위가 천천히 평평해져 일정한 음이 될 수 있습니다.[8]다른 유닛의 소리가 계속 커질 수 있습니다.고래의 노래는 진화의 속도도 변하는데, 어떤 해는 노래가 매우 빠르게 변화하는 반면, 다른 해에는 거의 변화가 기록되지 않을 수 있습니다.[8]

Six long parallel lines with tick marks. "Song session (hours–days)" has no ticks. "Song (12–15 mins)" has 1 tick. "Theme (2 mins)" has 4 ticks. "Phrase (15–20 secs)" has 18 ticks. "Sub-phrase (7 secs)" has 36 ticks. "Unit (1 sec)" has many more ticks, this time angled up or down; it also has many gaps in the line.
혹등고래의 노래에 대한 이상적인 도식.
페인 등(1983)에서 다시 그려짐
Two spectral images with X axis being time. In one, the Y axis is frequency and there is a complicated pattern in the 10–450 Hz region. In the other, the Y axis is amplitude, which is largely constant but with many small spikes.
혹등고래, 음향 스펙트럼 및 시간도

같은 지리적 지역을 차지하고 있는 고래들은 약간의 변형만 있을 뿐 비슷한 노래를 부르는 경향이 있습니다.겹치지 않는 지역에서 온 고래들은 완전히 다른 노래를 부릅니다.[8]

노래가 진화하면서 오래된 패턴은 다시 찾아가지 않는 것처럼 보입니다.[8]19년간 고래 노래를 분석한 결과, 노래의 일반적인 패턴은 포착될 수 있었지만, 같은 조합은 결코 재발하지 않았다는 것을 발견했습니다.[citation needed]

혹등고래는 또한 특히 구애 의식 동안 노래의 일부를 형성하지 않는 독립적인 소리를 낼 수도 있습니다.[29]마지막으로 혹등고래는 먹이를 주는 소리라고 불리는 세번째 종류의 소리를 냅니다.[citation needed]이 소리는 거의 일정한 주파수의 긴 소리(5~10초 지속)입니다.혹등고래는 일반적으로 무리를 지어 모여 물고기 떼 아래를 헤엄치고 모든 것이 물고기를 수직으로 관통하여 물 밖으로 함께 달려감으로써 협동적으로 먹이를 먹습니다.이 런지들에 앞서 고래들은 먹이를 주는 울음소리를 냅니다.정확한 통화 목적은 알려지지 않았습니다.

일부 과학자들은 혹등고래의 노래가 반향을 일으키는 데 도움이 될 수도 있다고 제안했지만,[30] 이것은 의견 차이가 있을 수 있습니다.[31]

기타 고래소리

혹등고래는 또한 "그르렁거림", "신음", "쿵", "콧소리" 그리고 " 짖는 소리"와 같은 의사소통을 위한 다양한 사회적 소리를 내는 것으로 밝혀졌습니다.[32]

2009년, 연구원들은 흰긴수염고래의 노래가 1960년대부터 음의 진동수가 점점 더 깊어지고 있다는 것을 발견했습니다.[33]소음 공해가 20세기 중반 이후 주변 해양 소음을 12 데시벨 이상 증가시켰지만, 연구원인 마크 맥도널드는 고래들이 소리를 들으려고 긴장하고 있다면 더 높은 음조가 예상될 것이라고 지적했습니다.[34]

범고래는 10-16km(6.2-9.9마일) 정도의 고정관념적이고 높은 빈도로 이동하는 장거리 통화와 5-9km(3.1-5.6마일) 정도의 거리를 이동할 수 있는 단거리 통화를 생성하는 것으로 관찰되었습니다.짧은 범위의 통화는 사회적 및 휴식 기간 동안 보고되고 긴 범위는 먹이를 찾고 먹이를 주는 동안 더 일반적으로 보고됩니다.[35]

대부분의 다른 고래와 돌고래들은 다양한 정도의 복잡성을 내는 소리를 냅니다.특히 관심을 끄는 것은 벨루가(바다 카나리아)로, 엄청난 종류의 휘파람, 딸깍 소리, 맥박을 만들어냅니다.[36][37]

고래 발성 연구

이전에는 대부분의 흰긴수염고래가 15~20헤르츠 정도의 소리를 낸다고 여겨졌습니다.[38]하지만, Woods Hole Oceanographic Institute의 Mary Ann Daher가 이끄는 해양 생물학자 팀은 2004년 12월 New Scientist에서 그들이 북태평양에서 52Hz로 "노래"하고 있는 고래를 12년 동안 추적해 왔다고 보고했습니다.과학자들은 이 현상을 설명할 수 없었습니다. 52Hz는 매우 낮은 소리이며, 낮은 신음 소리로 사람의 귀를 통해 들을 수 있습니다.[39]이 고래가 새로운 종일 것이라고 예상하지 못했기 때문에 이 고래는 현재 알려진 종이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 넓은 음역을 가지고 있다는 것을 나타냅니다.[38]과학계에서는 고래의 발성이 독특하다는 점과 잘 기록된 푸른 고래와 긴 고래의 잡종 같은 잡종 고래의 일원인지에 대해 이견이 있습니다.

인간 상호작용

흰긴수염고래는 중주파 음파 탐지기가 작동하면 먹이를 찾는 D 통화를 중단합니다. 비록 음파 탐지기의 주파수 범위(1~8kHz)가 소리를 내는 범위(25~100Hz)를 훨씬 넘지만 말입니다.[2]
Flat circular disc of gold, with a central label, a hole, and a wide band of very small lines, like a golden version of an old analog record
보이저 골든 레코드(Voyager Golden Records)는 고래의 노래를 행성 지구를 나타내는 다른 소리와 함께 우주로 운반했습니다.

연구원들은 고래 소음의 기원지의 정확한 위치를 확인하기 위해 친수성을 사용합니다.[citation needed]그들의 방법은 또한 소리가 바다를 통해 얼마나 멀리 이동하는지를 감지할 수 있게 해줍니다.[citation needed]박사님의 연구코넬 대학의 크리스토퍼 클라크 박사가 군사 데이터를 이용하여 실시한 연구에서 고래의 소음은 수천 킬로미터를 이동한다는 것을 보여주었습니다.[40]이 데이터는 노래 제작에 대한 정보를 제공할 뿐만 아니라 연구원들이 "노래" (연애) 시즌 동안 고래의 이동 경로를 추적할 수 있게 해줍니다.중요한 발견은, 롬바르드 효과라고 불리는 과정에서 고래들이 배경 소음 오염을 보상하기 위해 그들의 노래를 조정한다는 것입니다.[41]또한, 중주파 음파 탐지기가 작동하면 청고래가 먹이를 찾는 D 통화를 중단한다는 증거가 있습니다. 비록 음파 탐지기 주파수 범위(1~8kHz)가 소리를 내는 범위(25~100Hz)를 훨씬 초과하지만 말입니다.[2]

인간의 소음 생산이 도입되기 전, 클라크 박사는 소음이 대양의 한쪽에서 다른 쪽으로 바로 이동했을 수도 있다고 말하고, 대규모 운송을 탓하는 30년 된 개념에 동의합니다.[40]그의 연구는 보트에서 나오는 주변 소음이 10년마다 두 배씩 증가하고 있다는 것을 보여줍니다.[40]이는 고래의 소음이 들릴 수 있는 범위를 줄이는 효과가 있습니다.환경론자들은 이러한 보트 활동이 짝을 찾는 것을 어렵게 만들 뿐만 아니라 동물들에게 과도한 스트레스를 주고 있다고 우려합니다.[40]

지난 10년 동안 고래 발성을 감지하고 분류하기 위해 신호 처리, 데이터 마이닝 및 기계 학습 기술과 같은 많은 효과적인 자동화 방법이 개발되었습니다.[42][43]

미디어

혹등고래와 돌고래가 전화를 합니다.
NOAA에서 발표한 델피나프테루스 류카스의 발성.

선택한 디스코그래피

  • 혹등고래노래(SWR 118)는 1970년에 CRM 레코드에 의해 로저 페인, 프랭크 와틀링턴 등이 녹음한 것에서 처음으로 발매되었습니다.이 LP는 이후 캐피톨 레코드에 의해 재발매되어 1979년 1월 내셔널 지오그래픽 협회지 제155권 넘버 1에 유연한 형식으로 발행되었고, 1992년 리빙 뮤직/윈덤 힐/BMG 레코드에 의해 CD로 재발매되었으며, 2001년 BGO-Beat Goes On에 의해 CD로 리마스터링되었습니다.
  • 깊은 목소리: 두 번째 웨일 레코드(Capitol/EMI Records 077777 11598 10)는 1977년 로저 페인이 만든 추가 녹음에서 LP로 발매되었고, 1995년 리빙 뮤직/윈덤 힐/BMG 레코드에 의해 CD로 재발매되었습니다.그것은 혹등, 블루스, 그리고 권리에 대한 기록을 포함합니다.
  • Northern Whales (MGE 19)는 Pierre Ouellet, John Ford 및 Interspecies Music and Communication Research와 관련된 다른 사람들이 만든 음반에서 뮤직 갤러리 에디션에 의해 발매되었습니다.벨루가, 돌고래, 범고래, 수염 물개에 대한 기록도 포함되어 있습니다.
  • 지구의 소리 혹등고래는 1999년 CD로 발매되었습니다.
  • 깊은 곳의 황홀경: 혹등고래 노래하기 (Compass Recordings)는 2001년 CD로 발매되었습니다.
  • 송라인: 동오스트레일리아 혹등고래의 노래는 2009년에 발표되었습니다.

역사

포경 선장 Wm.H. Kelly는 1881년 일본해의 브리그 일라이자에 있을 때 고래가 노래하는 것을 처음으로 알아본 사람입니다.[44][45]

참고 항목

참고문헌

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일반참고문헌

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외부 링크