Las ballenas utilizan una variedad de sonidos para comunicarse y percibir sensaciones. [ 1 ] Los mecanismos utilizados para producir sonido varían de una familia de cetáceos a otra. Los mamíferos marinos , incluyendo ballenas, delfines y marsopas , dependen mucho más del sonido que los mamíferos terrestres debido a la limitada eficacia de otros sentidos en el agua. La vista es menos efectiva para los mamíferos marinos debido a la forma en que las partículas en el océano dispersan la luz . El olfato también es limitado, ya que las moléculas se difunden más lentamente en el agua que en el aire, lo que hace que el olfato sea menos efectivo. Sin embargo, la velocidad del sonido es aproximadamente tres veces mayor en el agua que en la atmósfera a nivel del mar . Dado que los mamíferos marinos dependen tanto del oído para comunicarse y alimentarse, los ambientalistas y cetólogos están preocupados por el daño que les causa el aumento del ruido ambiental en los océanos del mundo, provocado por barcos, sonar y estudios sísmicos marinos . [ 2 ]
La palabra «canción» se utiliza para describir el patrón de sonidos regulares y predecibles que emiten algunas especies de ballenas, especialmente la ballena jorobada . Esto se incluye o se compara con la música, y se ha descrito a los machos de ballena jorobada como «compositores inveterados» de canciones que son «sorprendentemente similares» a las tradiciones musicales humanas. [ 3 ] Sin embargo, esta postura se ha visto complejizada por investigaciones más recientes. [ 4 ] Se ha sugerido que las canciones de las ballenas jorobadas comunican la aptitud reproductiva de los machos a las hembras, [ 5 ] aunque esta explicación ha sido cuestionada por diversos motivos. [ 6 ]
Tipos y propósito de la vocalización
Si bien se cree que los sonidos complejos de la ballena jorobada (y algunas ballenas azules) se utilizan principalmente en la selección sexual , [ 7 ] existen sonidos más simples producidos por otras especies de ballenas que tienen un uso alternativo y se utilizan durante todo el año. Los observadores de ballenas han visto a las ballenas madre levantar a sus crías hacia la superficie en un movimiento juguetón, mientras emiten un sonido que se asemeja a los arrullos humanos. [ 8 ] Este sonido similar a un arrullo que emiten las ballenas parece estar diseñado para relajar a sus crías [ 8 ] y es uno de los varios sonidos cotidianos distintivos que se sabe que emiten las ballenas. A diferencia de algunos peces como los tiburones, las ballenas dentadas carecen del sentido del olfato, lo que las obliga a depender en gran medida de la ecolocalización, tanto para cazar presas como para navegar por el océano en la oscuridad. Esto requiere que las ballenas produzcan sonidos durante todo el año para asegurarse de poder sortear cualquier obstáculo que puedan encontrar, como barcos hundidos u otros animales.
También se ha demostrado que las ballenas son criaturas extremadamente sociales. Los sonidos que emiten durante todo el año (principalmente silbidos, chasquidos y llamadas pulsadas) se utilizan para comunicarse con otros miembros de su manada. [ 9 ] Cada sonido que emite una ballena puede tener un significado diferente. Los chasquidos que emiten se utilizan para la navegación. [ 9 ]
La cuestión de si las ballenas a veces cantan simplemente por disfrute estético , satisfacción personal o "por el arte", es considerada por algunos como "una cuestión imposible de comprobar ". [ 10 ]
Canto de la ballena jorobada

El interés por el canto de las ballenas fue despertado por los investigadores Katy y Roger Payne , así como por Scott McVay, después de que un bermudeño llamado Frank Watlington, que trabajaba para el gobierno estadounidense en la estación SOFAR escuchando submarinos rusos con hidrófonos subacuáticos frente a la costa de la isla, les diera a conocer dichos cantos. [ 11 ] Los Payne publicaron el exitoso libro Songs of the Humpback Whale en 1970, y los cantos de las ballenas fueron rápidamente incorporados a la música humana por, entre otros, la cantante Judy Collins , así como por George Crumb , Paul Winter y David Rothenberg .
La ballena jorobada produce una serie de sonidos repetitivos a diferentes frecuencias, conocidos como canto de ballena. El biólogo marino Philip Clapham describe el canto como "probablemente el más complejo del reino animal". [ 12 ]
Los machos de ballena jorobada realizan estas vocalizaciones con frecuencia durante la temporada de apareamiento, por lo que inicialmente se creyó que el propósito de los cantos era ayudar en la selección de pareja. [ 13 ] Sin embargo, no se encontró evidencia que vincule estos cantos con la reproducción.
Las canciones siguen una estructura jerárquica bien definida. Las unidades básicas de la canción (a veces denominadas informalmente " notas ") son emisiones sonoras únicas e ininterrumpidas que duran hasta unos segundos. Estos sonidos varían en frecuencia desde 20 Hz hasta más de 24 kHz (el rango típico de audición humana es de 20 Hz a 20 kHz). Las unidades pueden estar moduladas en frecuencia (es decir, el tono del sonido puede subir, bajar o permanecer constante durante la nota) o moduladas en amplitud (aumentar o disminuir el volumen). Sin embargo, el ajuste del ancho de banda en una representación espectrográfica de la canción revela la naturaleza esencialmente pulsada de los sonidos FM.
Una colección de cuatro o seis unidades se conoce como subfrase , que dura quizás diez segundos (véase también frase (música) ). [ 13 ] Una colección de dos subfrases es una frase. Una ballena normalmente repite la misma frase una y otra vez durante dos a cuatro minutos. Esto se conoce como tema. Una colección de temas se conoce como canción. [ 13 ] El canto de la ballena puede durar hasta unos 30 minutos y se repite una y otra vez durante horas o incluso días. [ 13 ] Esta jerarquía de sonidos de " muñeca rusa " sugiere una estructura sintáctica [ 14 ] que es más parecida a la humana en su complejidad que otras formas de comunicación animal como los cantos de los pájaros, que tienen solo una estructura lineal. [ 15 ]
Todas las ballenas de una zona cantan prácticamente la misma canción en cualquier momento dado, y esta evoluciona de forma constante y gradual con el tiempo. Por ejemplo, a lo largo de un mes, una unidad particular que comenzó como un barrido ascendente (aumentando la frecuencia) puede aplanarse lentamente hasta convertirse en una nota constante. [ 13 ] Otra unidad puede volverse progresivamente más fuerte. El ritmo de evolución del canto de una ballena también varía: algunos años el canto puede cambiar con bastante rapidez, mientras que en otros años se registra poca variación. [ 13 ]

Las ballenas que habitan las mismas áreas geográficas (que pueden ser tan extensas como cuencas oceánicas enteras) tienden a cantar canciones similares, con solo ligeras variaciones. Las ballenas de regiones que no se superponen cantan canciones completamente diferentes. [ 13 ]
A medida que la canción evoluciona, parece que los patrones antiguos no se repiten. [ 13 ] Un análisis de 19 años de cantos de ballenas encontró que, si bien se podían detectar patrones generales en el canto, la misma combinación nunca se repetía.
Las ballenas jorobadas también pueden emitir sonidos aislados que no forman parte de un canto, particularmente durante los rituales de cortejo. [ 16 ] Finalmente, las ballenas jorobadas emiten un tercer tipo de sonido llamado llamada de alimentación. Este es un sonido largo (de 5 a 10 s de duración) de frecuencia casi constante. Las ballenas jorobadas generalmente se alimentan de forma cooperativa reuniéndose en grupos, nadando debajo de bancos de peces y lanzándose verticalmente a través de los peces y fuera del agua juntas. Antes de estas embestidas, las ballenas emiten su llamada de alimentación. Se desconoce el propósito exacto de esta llamada.
Algunos científicos han propuesto que los cantos de las ballenas jorobadas pueden tener una función ecolocalizadora , [ 17 ] pero esto ha sido objeto de desacuerdo. [ 18 ]
Otros sonidos de ballenas
También se ha descubierto que las ballenas jorobadas emiten una variedad de otros sonidos sociales para comunicarse, como "gruñidos", "gemidos", "golpes", "resoplamientos" y "ladridos". [ 19 ]
En 2009, los investigadores descubrieron que el canto de la ballena azul ha ido profundizando en su frecuencia tonal desde la década de 1960. [ 20 ] Si bien la contaminación acústica ha aumentado el ruido ambiental del océano en más de 12 decibelios desde mediados del siglo XX, el investigador Mark McDonald indicó que se esperarían tonos más altos si las ballenas se esforzaran por hacerse oír. [ 21 ]
Se ha observado que las orcas producen llamadas de largo alcance, estereotipadas y de alta frecuencia, que se propagan a distancias de entre 10 y 16 km (6,2 y 9,9 millas) , así como llamadas de corto alcance que pueden propagarse a distancias de entre 5 y 9 km (3,1 y 5,6 millas) . Se han reportado llamadas de corto alcance durante períodos sociales y de descanso, mientras que las de largo alcance se reportan con mayor frecuencia durante la búsqueda de alimento y la alimentación. [ 22 ]
La mayoría de las demás ballenas y delfines producen sonidos de diversos grados de complejidad. De particular interés son las ballenas beluga , comúnmente llamadas "canarios marinos", que producen una inmensa variedad de silbidos, clics y pulsos. [ 23 ] [ 24 ] Se documentó que un macho beluga en cautiverio llamado NOC (pronunciado "no-si") imitaba espontáneamente los patrones vocales del habla humana masculina adulta, que son mucho más graves que las vocalizaciones normales de las belugas; para lograr estas frecuencias, infló deliberadamente en exceso su saco vestibular, que las belugas suelen usar para evitar que entre agua por el espiráculo, para controlar la presión en su tracto nasal. [ 25 ]
Anteriormente se pensaba que la mayoría de las ballenas barbadas emitían sonidos a unos 15-20 hercios . [ 26 ] Sin embargo, un equipo de biólogos marinos , liderado por Mary Ann Daher de la Institución Oceanográfica Woods Hole , informó en New Scientist en diciembre de 2004 que habían estado rastreando una ballena en el Pacífico Norte durante 12 años que estaba "cantando" a 52 Hz . Los científicos no han podido explicar este fenómeno. Para los humanos, 52 Hz es un sonido muy bajo; es audible a través de los oídos humanos como un gemido bajo, mientras que las ballenas normales son inaudiblemente bajas. [ 27 ] No se esperaba que esta ballena fuera una nueva especie, sino que esta ballena indicaba que una especie actualmente conocida potencialmente tiene un rango vocal mucho más amplio de lo que se pensaba anteriormente. [ 26 ] Existe desacuerdo en la comunidad científica con respecto a la singularidad de la vocalización de la ballena y si es un miembro de una ballena híbrida como los bien documentados híbridos de ballena azul y ballena de aleta.
Mecanismos de producción de sonido
Los seres humanos producen sonidos sonoros al hacer pasar aire a través de la laringe . Dentro de la laringe, cuando las cuerdas vocales se acercan, el paso del aire las obliga a abrirse y cerrarse alternativamente, dividiendo el flujo continuo de aire en pulsos discretos que se perciben como una vibración. [ 28 ] Esta vibración es modificada posteriormente por los órganos del habla en las cavidades oral y nasal , creando los sonidos que se utilizan en el habla humana .
La producción de sonido de los cetáceos difiere notablemente de este mecanismo. El mecanismo preciso difiere en los dos subórdenes de cetáceos: los Odontoceti ( ballenas dentadas , incluidos los delfines) y los Mysticeti ( ballenas barbadas , incluidas las ballenas más grandes como la ballena azul ).
ballenas odontocetos


Los odontocetos producen ráfagas rápidas de clics de alta frecuencia que se cree que se utilizan principalmente para la ecolocalización . Órganos especializados en un odontoceto producen conjuntos de clics y zumbidos en frecuencias de 0,2 a 150 kHz para obtener información sonora sobre su entorno. Las frecuencias más bajas se utilizan para la ecolocalización a distancia, debido a que las longitudes de onda más cortas no viajan tan lejos como las más largas bajo el agua. Las frecuencias más altas son más efectivas a distancias cortas y pueden revelar información más detallada sobre un objetivo. Los ecos de los clics transmiten no solo la distancia al objetivo, sino también el tamaño, la forma, la velocidad y el vector de su movimiento. Además, la ecolocalización permite al odontoceto discernir fácilmente la diferencia entre objetos con diferente composición material, incluso si son visualmente idénticos, por sus diferentes densidades. Los individuos también parecen ser capaces de aislar sus propios ecos durante la actividad de alimentación del grupo sin interferencia de las ecolocalizaciones de otros miembros del grupo. [ 29 ]
Los silbidos se utilizan para la comunicación. Las crías de cuatro a seis meses desarrollan sonidos únicos que utilizan con mayor frecuencia a lo largo de su vida. Estos "silbidos característicos" son distintivos de cada individuo y pueden servir como forma de identificación entre otros odontocetos. [ 29 ] Aunque una gran manada de delfines produce una amplia gama de ruidos diferentes, se sabe muy poco sobre el significado del sonido. Frankel cita a un investigador que afirma que escuchar a un grupo de odontocetos es como escuchar a un grupo de niños en el patio de una escuela. [ 13 ]
Los múltiples sonidos que hacen los odontocetos se producen al pasar el aire a través de una estructura en la cabeza llamada labios fónicos . [ 30 ] Biológicamente, la estructura es homóloga a un labio superior ubicado en la cavidad nasal, pero mecánicamente los labios fónicos actúan de manera similar a las "cuerdas vocales " humanas (pliegues vocales), que en los humanos se encuentran en la laringe . A medida que el aire pasa a través de este estrecho conducto, las membranas de los labios fónicos se succionan, lo que hace vibrar el tejido circundante. Estas vibraciones pueden, al igual que las vibraciones en la laringe humana, ser controladas conscientemente con gran sensibilidad. [ 30 ] Las vibraciones pasan a través del tejido de la cabeza hasta el melón , que da forma y dirige el sonido en un haz de sonido útil para la ecolocalización. Todas las ballenas dentadas, excepto el cachalote, tienen dos pares de labios fónicos y, por lo tanto, son capaces de hacer dos sonidos de forma independiente. [ 31 ] Una vez que el aire ha pasado los labios fónicos, entra en el saco vestibular . Desde allí, el aire puede ser reciclado de vuelta a la parte inferior del complejo nasal, listo para ser utilizado nuevamente para la creación de sonido, o ser expulsado a través del espiráculo. [ 32 ]
El nombre francés para labios fónicos, museau de singe , se traduce literalmente como "hocico de mono", que se supone que la estructura de los labios fónicos se asemeja en los cachalotes. [ 33 ] Un nuevo análisis craneal utilizando tomografías computarizadas axiales y de emisión de fotón único en 2004 mostró, al menos en el caso de los delfines nariz de botella , que el aire podría ser suministrado al complejo nasal desde los pulmones, lo que permite que el proceso de creación de sonido continúe mientras el delfín pueda agregar aire desde los pulmones. [ 34 ]
Cachalote
Las vocalizaciones del cachalote se basan en clics, descritos en cuatro tipos: la ecolocalización habitual, crujidos, codas y clics lentos. [ 35 ] Las vocalizaciones más distintivas son las codas, que son secuencias rítmicas cortas de clics, generalmente de 3 a 12 clics, en patrones estereotipados. [ 36 ] [ 35 ] Son el resultado del aprendizaje vocal dentro de un grupo social estable. [ 37 ] Algunas codas expresan la identidad del clan y denotan diferentes patrones de viaje, búsqueda de alimento y socialización o evitación entre clanes. [ 38 ] [ 39 ] Como "rasgos arbitrarios que funcionan como indicadores fiables de pertenencia a un grupo cultural", las codas de identidad de clan actúan como marcadores simbólicos que modulan las interacciones entre individuos. [ 40 ]
La identificación individual en las vocalizaciones de los cachalotes sigue siendo un tema científico en estudio. Es necesario distinguir entre indicios y señales. Las herramientas acústicas humanas permiten identificar ballenas individuales analizando las microcaracterísticas de sus vocalizaciones, y es probable que las ballenas también puedan hacerlo. Esto no demuestra que las ballenas utilicen deliberadamente ciertas vocalizaciones para señalar su identidad individual, de forma similar a los silbidos característicos que los delfines nariz de botella utilizan como etiquetas individuales. [ 37 ] [ 40 ]
ballenas misticetas
Los misticetos no tienen estructura labial fónica. En cambio, poseen una laringe que parece desempeñar un papel en la producción de sonido, ya que tiene homólogos de las cuerdas vocales en el pliegue en forma de U sostenido por cartílagos aritenoides. [ 41 ] Las ballenas no necesitan exhalar para producir sonido, ya que capturan el aire en un saco laríngeo. Es probable que reciclen el aire de este saco de vuelta a los pulmones para la siguiente vocalización. [ 41 ] No tienen senos craneales óseos, pero sí un saco aéreo pterigoideo. Su función en la producción de sonido no está clara (¿quizás resonancia?), pero lo más probable es que sea para la audición, ya que parece preservar un espacio de aire en profundidad alrededor de los huesecillos del oído. [ 42 ]
Plasticidad vocal y comportamiento acústico
Existen al menos nueve poblaciones acústicas distintas de ballenas azules en todo el mundo. [ 43 ] En los últimos 50 años, las ballenas azules han cambiado su forma de cantar. Sus llamadas se están volviendo progresivamente más bajas en frecuencia. Por ejemplo, las ballenas azules pigmeas australianas están disminuyendo su tasa de frecuencia media de llamadas en aproximadamente 0,35 Hz/año. [ 44 ]
Los patrones migratorios de las ballenas azules siguen sin estar claros. Algunas poblaciones parecen residir en hábitats de alta productividad durante todo el año en ciertos años, [ 45 ] mientras que otras emprenden largas migraciones hacia zonas de alimentación en latitudes altas, pero se desconoce la extensión de las migraciones y los componentes de las poblaciones que las realizan. [ 46 ]
Niveles de sonido
La frecuencia de los sonidos de las ballenas barbadas oscila entre 10 Hz y 31 kHz. [ 47 ] En la tabla siguiente se muestra una lista de niveles típicos.
interacción humana
Los investigadores utilizan hidrófonos (a menudo adaptados de su uso militar original en el seguimiento de submarinos) para determinar la ubicación exacta del origen de los sonidos de las ballenas. Sus métodos también les permiten detectar hasta dónde viaja un sonido a través del océano. Una investigación del Dr. Christopher Clark de la Universidad de Cornell, realizada con datos militares, demostró que los sonidos de las ballenas viajan miles de kilómetros. [ 49 ] Además de proporcionar información sobre la producción de cantos, los datos permiten a los investigadores seguir la ruta migratoria de las ballenas durante la temporada de apareamiento. Un hallazgo importante es que las ballenas, en un proceso llamado efecto Lombard , ajustan su canto para compensar la contaminación acústica de fondo . [ 50 ]

Además, hay evidencia de que las ballenas azules dejan de producir llamadas D de búsqueda de alimento una vez que se activa un sonar de frecuencia media, aunque el rango de frecuencia del sonar (1–8 kHz) supera con creces su rango de producción de sonido (25–100 Hz). [ 2 ]

Las investigaciones indican que el ruido ambiental de los barcos se duplica cada década, [ 49 ] reduciendo el alcance en el que se pueden oír los sonidos de las ballenas. Antes de la introducción del transporte marítimo a gran escala , los sonidos de las ballenas podían viajar de un lado a otro del océano. [ 49 ] Los ambientalistas temen que esta actividad marítima esté sometiendo a los animales a un estrés excesivo y dificultándoles encontrar pareja. [ 49 ]
En la última década, se han desarrollado muchos métodos automatizados eficaces, como el procesamiento de señales, la minería de datos y las técnicas de aprendizaje automático, para detectar y clasificar las vocalizaciones de las ballenas. [ 51 ] [ 52 ]
Historia
El capitán ballenero Wm. H. Kelly fue la primera persona conocida en reconocer el canto de las ballenas como lo que era, mientras estaba en el bergantín Eliza en el Mar de Japón en 1881. [ 53 ] [ 54 ]
Después de que William E. Schevill se convirtiera en Asociado en Oceanografía Física en la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) en Massachusetts en 1943, su primer trabajo fue bajo los auspicios de la Armada de los EE. UU. investigando la ecolocalización de los U-boats . [ 55 ] Como escribió más tarde en 1962: "Durante la Segunda Guerra Mundial, muchas personas de ambos bandos escucharon sonidos submarinos por razones militares. No solo se escucharon los sonidos deseados (los hechos por los barcos enemigos), sino también una desconcertante variedad de otros. La mayoría de estos se atribuyeron a animales que viven en el mar, generalmente como 'ruidos de peces'... Algunos se atribuyeron a ballenas, en parte correctamente, pero sin identificar el tipo de ballena; la mayoría de los oyentes militares no eran biólogos, y en cualquier caso la sala de sonar naval tradicional es lamentablemente deficiente en ventanas." [ 56 ] Schevill produjo las primeras grabaciones de sonidos de ballenas submarinas y extrapoló su propósito a partir de estas grabaciones. Su trabajo pionero produjo más de cincuenta artículos sobre la fonación de las ballenas y, por lo tanto, proporcionó el marco para "literalmente cientos de estudios científicos producidos por otros investigadores desde la década de 1960 hasta la actualidad". [ 55 ] Sin embargo, cabe destacar que su esposa, Barbara Lawrence, curadora de mamíferos en el Museo de Zoología Comparada de Harvard (MCZ), a menudo coescribió estos documentos con él. [ 57 ]
El estudio de las ballenas realizado por William E. Schevill también se remonta, en cierto modo, a las operaciones navales estadounidenses que lo encaminaron por este camino. Como señaló la Sociedad para la Bibliografía de Historia Natural tras su fallecimiento: «Bill contribuyó a calmar un momento de tensión entre Estados Unidos y la Unión Soviética durante la Guerra Fría . El ejército estadounidense sospechaba que los soviéticos utilizaban señales de baja frecuencia para localizar submarinos estadounidenses, mientras que Bill demostró que estas señales eran producidas por ballenas de aleta ( Balaenoptera physalus ) en plena caza». [ 57 ]
Medios de comunicación
Discografía seleccionada
- El álbum Songs of the Humpback Whale (SWR 118) fue lanzado originalmente en 1970 por CRM Records a partir de grabaciones realizadas por Roger Payne , Frank Watlington y otros. El LP fue posteriormente reeditado por Capitol Records , publicado en formato flexible en la revista National Geographic Society, volumen 155, número 1, en enero de 1979, reeditado por Living Music/Windham Hill/BMG Records en CD en 1992, y remasterizado en CD por BGO-Beat Goes On en 2001.
- Deep Voices: The Second Whale Record (Capitol/EMI Records 0777 7 11598 1 0) se publicó en LP en 1977 con grabaciones adicionales de Roger Payne y se reeditó en CD en 1995 por Living Music/Windham Hill/BMG Records. Incluye grabaciones de ballenas jorobadas, blues y cantos de ballenas.
- El álbum Northern Whales (MGE 19) fue lanzado por Music Gallery Editions a partir de grabaciones realizadas por Pierre Ouellet, John Ford y otros afiliados a Interspecies Music and Communication Research . Incluye grabaciones de belugas, narvales, orcas y focas barbadas.
- El álbum Sounds of the Earth: Humpback Whales (Oreade Music) se publicó en CD en 1999.
- El álbum Rapture of the Deep: Humpback Whale Singing (Compass Recordings) se publicó en CD en 2001.
- Songlines: Songs of the East Australian Humpback whales. se publicó en 2009.
Véase también
Referencias
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Referencias generales
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Enlaces externos
- Inteligencia animal
- Formas de canciones
- Sonidos de ballenas