værd at vide

Om krokodiller og lydens retning

Dette billede fra en video i forskernes artikel i The Journal of the Acoustical Society of America viser, hvordan krokodillen i et mørkt bassin reagerer på et lydsignal (hvis kilde er markeret med den lyserøde cirkel) og finder frem til belønningen. Illustration: he Journal of the Acoustical Society of America

Mennesker og mange dyr er gode til at bestemme den retning, i hvilken en lydkilde befinder sig. Krokodiller er blandt de dyr, der har en meget højt udviklet høresans, som de bl.a. bruger til at finde bytte og deres nyudklækkede unger, når de gør opmærksom på deres tilstedeværelse. Krokodillers høresans er mest følsom i området 100-3.000 Hz og topper ved frekvenser omkring 1.000 Hz, men de kan detektere frekvenser helt op til 8.000 Hz. Hvordan de helt præcist bestemmer retningen til en lydkilde, har forskerne dog ikke haft fuldt tjek på, før Léo Papet og hans kolleger fra Université Lyon i Frankrig fik gennemført en test med to nilkrokodiller fra en lokal zoo og beskrev resultatet i en artikel i The Journal of the Acoustical Society of America (JASA).

Men lad os begynde med menneskers evne til at retningsbestemme lyd, før vi vender tilbage til krokodillerne. John William Strutt – den senere Lord Rayleigh – havde allerede i slutningen af 1800-tallet observeret, at hvis en lydkilde er til højre i forhold til en lytters retning fremad, vil det venstre øre være afskærmet af hovedet. Derfor vil styrken af lydsignalet være større ved det højre øre end ved det venstre øre – og denne intensitetsforskel kan hjernen bruge til at bestemme lydens retning. I dag kaldes dette for interaural niveauforskel eller ILD for interaural level difference. Ved lave frekvenser som eksempelvis 500 Hz, hvor lydens bølgelængde er 69 cm, er lydstyrken kun ganske lidt forskellig i de to ører, når lydkilden er blot mere end en meter borte. Rayleigh blev derfor meget overrasket, da han senere opdagede, at han uden problemer kunne lokalisere toner med frekvenser på 256 og 128 Hz. Han kom efterfølgende i 1907 frem til, at ved lave frekvenser er det ikke ILD, som giver en retningsbestemmelse, men en interaural tidsforskel (ITD).

Man kan på simpel vis udregne tidsforskellen mellem, hvornår signalet ankommer til de to ører på et hoved af normal størrelse, til at være 763 mikrosekunder gange sinus til vinklen mellem retningen til lydkilden og retningen direkte fremad. For et signal, der kommer direkte forfra, er der ingen tidsforskel. Er lydkilden forskudt blot 1 grad, er tidsforskellen 13 mikrosekunder. Selv en så lille forskel kan hjernens auditive system detektere, og den generelle opfattelse er i dag, at hos mennesker dominerer ILD ved frekvenser over 1.500 Hz, mens ITD dominerer ved lavere frekvenser.

Dyr benytter også ILD og ITD, men på forskellig vis. Den brune rotte og den store brune flagermus, der lever i Amerika, benytter kun ILD, mens køer og heste kun bruger ITD. Andre dyr som den japanske makak (sneabe) og vampyrflager­musen bruger som mennesker både ILD og ITD. Men hvad så med krokodillerne ... De franske forskere trænede to toårige nilkrokodiller, så de i en mørk tank ville få en lille belønning, når de fandt frem til en lydkilde. Herefter udsatte de krokodillerne for en række forsøg, hvor de varierede frekvensspektret for lydkilden. Formodningen havde været, at krokodiller som mennesker også gør brug af både ILD og ITD, men da deres hørelse som nævnt i indledningen faktisk er bedst ved 1.000 Hz, kunne man også forledes til at tro, at de højere grad brugte ITD end ILD.

De to testkrokodiller var henholdsvis 60,0 cm og 55,5 cm lange, men hvad der er vigtigt i dette tilfælde er, at afstanden mellem deres ører var henholdsvis 3,3 cm og 3,2 cm. De blev nu udsat for tre forskellige former for lyde. I den første situation omfattede spektret hele området fra 70 Hz til 10 KHz. I den anden var det kun de høje frekvenser (1.500 Hz til 10 kHz), og i den tredje situation blev kun udsendt lave frekvenser (70 Hz til 1.500 Hz). Der var altså tale om henholdsvis et kombineret ILD/ITD-signal, et rent ILD-signal og et rent ITD-signal. Ganske kort fortalt reagerede de to krokodiller på alle tre former for signaler og fandt frem til lydkilden for at hente deres belønning. Det tog dem dog lidt længere tid, når de blev udsat for det rene ILD-signal med de høje frekvenser, men som Papet og co. skriver i deres artikel, var det faktisk en smule overraskende, at ILD trods alt virkede så godt for krokodillerne. Forskere vurderer, at ILD er nyttigt for krokodiller, da lavfrekvent forstyrrende støj fra vandfald eller i floder kan overdøve signaler med lave frekvenser. ILD kan således være vigtig for en krokodillemor, der skal finde sine pibende nyudklækkede unger. Det er Værd at Vide både for krokodiller og krokodilleforskere.

Emner : Værd at vide