• Tuesday July 16,2019

Ubijanje kitova uz zvuk

Anonim


Ovo je jedna od Darlene Kettenovih ugodnijih terenskih disekcija: Sunce je van, tu je ugodan povjetarac, samo jedan kunić probija iznad glave, a kitica ne smrdi.
To je mali muški spermski kit, samo godinu ili dvije stare - možda 16 stopa dugo, ako su svi ovdje. Prikladno, samo glavu ostaje, najviše tona tkanine, kože i kostiju koji se odmaraju na drvenoj paleti. "Možete ga podići viličarom! Volim to", kaže Ketten, biolog koji proučava sluh kitova. Budući da je taj kit držan zamrznut, to je najsvježiji kit kitova koji je godinama srezala, a ona ne može pomoći u suprotstavljanju njezinoj posljednjoj disekciji sperme kvasca 1999. godine, na Novu godinu. Bila je na zabavi, "u baršunastoj minidressi i peta za tri inča", kada je dobila poziv - kit je bio prebačen i umro na otoku Nantucket. Sve je ispustila i stigla na zrakoplov. Kit je strašno urlao. Ona i njezina ekipa raščistili su uši i vratili se u zračnu luku. Na putu kući svi su tako mirišljavali da su sami stavljeni na drugi avion, prisjeća se Ketten.
Danas je njezina tema bila nasukana na plaži u Meksičkom zaljevu nekoliko mjeseci ranije. Kupači su natočili vodu i pokrivali ga ručnicima, ali bio je previše bolestan da se vrati u more, prevelik za bilo koji centar za rehabilitaciju divljih životinja. Da bi okončao svoju bijedu, morao je biti ubijen. Budući da su se njegove periferne vene srušile, bilo je nemoguće ubrizgati smrtnu dozu sedativa. Konačno, veterinar je primio lokalni anestetik, izrezao arteriju i pustinjao da se kitnja tiho iskrči u plitku vodu. Tada je veterinar i tim iz službe Nacionalnog parka odsjekao glavu, stavili ga u 150 vrećica leda kupljenih u minimalnoj sobi, a kamionom je transportirala u zamrzivač.


Darlene Ketten (u plavoj košulji) odvaja lijevo oko ovog sperma za kolege, dok drugi rade na mozgu i nosu.
Sada je glava okružena s 15 znanstvenika na brodskom lansiranju Nacionalnog centra za morsku ribu u Fort Walton Beachu u Floridi. Istraživači se nadaju da će riješiti neke od misterija anatomske kosti sperme. Wanda Jones, biolog u ribarstvenoj službi, imao je zadatak odmrzavanja glave - tri dana. Nadala se da je to dovoljno.
Ketten započinje bilježenjem svake moguće dimenzije lijeve strane glave i čeljusti kita: položaj i veličina vanjskog uha, veličina oka, udaljenost između središta vanjskog uha i središta oka, veličine od bušotine, duljine čeljusti. Kad završi, ostali se pridruže u napadu.
Ketten presijeca slojeve razbacivanja i mišića, tražeći tympano-periotičku bulla, kost kompleks koji ima središnje i unutarnje uho. Ona pokazuje suhi uzorak, manji od njene šake, odveden iz kitova koji je nasukan 1964. Možda je šuplji, ali je nevjerojatno teška. Uši kosti kitova - kitovi, dupini i pepeli - najgušće su kosti na svijetu, štiteći osjetljive tkiva unutarnjeg uha od oštećenja i ogromnog pritiska urona. Smatra se da se skeptični kitovi roniti jednako milju ispod površine u potrazi za lignjem i drugim plijenom.
Biolozi nose kombinaciju medicinskih i nautičkih opreme, uključujući kirurške pilingove i gumene čizme. Oni su piratski dok ulaze u dušu. "Gdje su naši mesarski noževi? Naši veliki noževi - gdje su oni?", Upita Ketten, dodajući, "Umjetnost izbjegavanja nije mnogo promijenila tijekom posljednjih 100 godina."
Blubber je iznenađujuće atraktivan: besprijekorno mliječno-bijeli sloj, deblji inč, ispod duboke, bogate crne kože kita. Ispod maziva, Ketten pronalazi čeljusne masti, kremasti u boji, daleko mekši. Kad provjeri identifikaciju oblika kućišta koja sadrži masnoće, kaže: "To je tako cool! To je vrsta jajašca debla - ako je moja teorija točna - koja se proteže duž čeljusti, provodeći zvučni valovi. "Opisuje režnjeve oblikovane poput para ušiju kunića, po jedan na svakoj strani čeljusti.
Kao što sumrak pada, ona stigne do ligamenata iza bure i poziva na svjetiljku. Odrežavajući ga, drži ga da se svi divimo prije nego što ga injektirate s formalinom kako bi sačuvali kohlearne strukture iznutra. "To je kamen koji u njemu ima doista osjetljive membrane", kaže ona.
Drugi dan biolozi vršili glavu s viličarom kako bi mogli raditi s druge strane. Ketten ubrizgava metilensku plavu boju u vanjski uho, prorez otprilike trećine palca i oblikovan poput zvukovne rupice na violini. Boja putuje manje od dva centimetra prije nego što pogodi opstrukciju, možda grumen voska i mrtvih tkiva sličnih onima koje je Ketten vidio kod drugih kitova. Kanal može biti slijepa torbica, beskorisna relikt porijekla kita kao kopnena životinja. Ketten kaže da će ga ispitati "polako, pretjerano, pažljivo" u laboratoriju kako bi shvatila ima li neku funkciju.
Zatim, pukne blok tkiva koji sadrži srednje i unutarnje uho, tako da se može staviti kroz CT skener, membrane netaknute. Kada blok napokon izgubi, ona vrti u prostor iza uha i ukazuje na ogroman slušni živac koji prolazi kroz rupu lubanje od mozga do uha. Život je velik ne samo zato što su kitovi veliki; to je velika jer je sluaj najvažniji smisao kita.
Cetci su potjecali iz kopnenih životinja 50 milijuna do 60 milijuna godina. Postupno gube noge, evoluirale su se u oceanske stanovnike u slabom svijetu gdje im zvuk bolje služi nego svjetlost. Kao rezultat toga, njihova je slušanja razvila daleko izvan naših, a njihova se vidljivost pogoršala - neke vrste dupina ne sadrže funkcionalne leće u njihovim očima i mogu se malo registrirati, osim svjetla i tame. Dok ljudi imaju 38 optičkih živaca za svaki slušni živac, omjer spermija i kitova je jedan-na-jedan. Umjesto da se oslanjaju na vid, sperm kitovi koriste zvuk - praćenje jedni drugih, najavljuju otkriće hrane i plaču u nevolji. Mnogi cetaceans također koriste zvuk za echolocate. Izgovarajući zvukove visokih zvukova i slušajući kako se zvukovi odbijaju natrag, mogu se kretati svjetlosnim vodama, pronaći plijen i otkriti objekte s fenomenalnom preciznošću. Promjene u uhu, glavi i mozgu cetacea koje su pojačale taj smisao su trijumf prilagodbe.
Ipak, kitovi također pokazuju ranjivosti koje ljudi tek počinju shvaćati: ponekad napuštaju vodu i ulaze na plažu, gdje, češće nego ne, umiru. Istraživači znaju da se lanci mogu pojaviti jer je životinja bolestna, ozlijeđena ili stara. Sada su zabrinuti da je sve više ozljeda uzrokovano ljudskim ponašanjem. Buka od teretnika u prepunim brodskim kolodvorima, podvodnim bušenjima i eksplozijama, te sonarnim uređajima koji se koriste za lov na podmornice mogu biti štetni kitovi uši.
Darlene Ketten nikad nije željela provesti svoje dane na konferencijama za medije ili davati intervjue o politici morskih sisavaca. Zajedničkim imenovanjem u oceanografskoj ustanovi Woods Hole i Harvard Medical School studira anatomiju kitova. Među istraživačima, već oprezna, ona je legendarna zbog svoje pedantne zbirke podataka. Brzo će istaknuti da je potporna hipoteza inherentno spor, kumulativan i inkrementalni posao. U njezinom polju postoji malo podataka o kitovima i dupinima, jer ona ističe: "Morate čekati volontera." Kao posljedica toga, "Potrebno mi je tisućljeća da se stvari izvuče, jer Neću objaviti primjerak broja jednog. "
Podaci koje je prikupila do sada od tih ograničenih izvora maksimizirala su proboj koji je napravila 1980. godine, kada je studirala doktorat na Johns Hopkinsu. Suočeni s njezinim prvim blokovima ušiju, dijelovima tkiva sličnog onome što je izrezalo iz kugle sperme u Fort Walton Beachu, nije mogla odlučiti gdje bi trebalo rezati. Zato je posjetila odjel za radiologiju kako bi upitala može li neki X-zraka locirati uho. Umjesto toga predložili su CT. Gustoća kosti kitova stvorila je probleme, ali konačno je Ketten usavršila tehnologiju koja je djelovala, transformirajući studiju anatomije kitova, pa čak i humanu kohlearnu implantaciju. (Pogledajte "Ketten veza između kitova i ljudi", u nastavku.) Prednost CT skeniranja je da ih istraživači mogu beskonačno manipulirati da proizvode presjeke u različitim točkama i iz različitih kutova. Materijal različite gustoće može se ukloniti sa slike radi prikazivanja samo kostiju, samo mišića ili samo masti.
U skenira, Ketten je mogao vidjeti strukture i fine detalje o uhu kitova koji nikad prije nisu bili promatrani. Budući da su se kitovi evoluirali, tako da njihove vanjske uši rade malo u bilo kojem radu, istraživači su predložili da žvačne čeljusti dobiju zvuk. Ketten je bio onaj koji je iznio uvjerljive dokaze da će mekana mast u obliku zeca zeca u glavi kita uzeti zvučne valove dok se sisavac kreće kroz vodu i nosi valove do srednjeg i unutarnjeg uha. "Ova vrsta masnoća ima akustičku impedanciju koja je slična morskoj vodi", kaže ona, koja se odnosi na kitove s ljubavlju kao "akustične greške".
Dok je struktura srednjeg i unutarnjeg uha kitova slična zemljišnim sisavcima, uključujući ljude, Ketten je pronašao razlike koje dopuštaju kitovima i dupinima da čuju više frekvencije nego što bi inače mogle, poboljšavajući njihovu sposobnost da echolocate. Utvrdila je da kitovi mogu čuti puno veće i niže frekvencije od ljudi, jer su evoluirali veći raspon širina i krutosti u bazilarnoj membrani u čeljusima svojih unutarnjih ušiju.
Ketten je također otkrio da uši zalaze na tri anatomske skupine temeljene na njihovom životu u vodi: "Frekvencije koje čuju govore vam nešto o tome što im je važno u njihovom okruženju."
Na primjer, kitovi s dupinima i dupini dolaze u dva okusa. Tip I odontocetes čuje gornje područje ultrasonics, vrhunac iznad 100 kilohertz, oko 80 kilohertz veći od ljudske uši mogu čuti. Ove životinje uključuju vrste poput amazonskog dupina, koji plove u uskim prostorima i oblačnim vodama. Tip II, donji raspon ultrazvučnih odontoceta, vrh ispod 80 kilohertz. Oni su stvorenja obale i otvorenog mora, kojima je potrebna niža frekvencija da se echolocate na duže udaljenosti u potrazi za, recimo, haringa. Tu je nešto što se tiče trgovine: Viša frekvencija daje precizne slike u echolocation; niže frekvencije putuju mnogo dalje, ali propustite vrlo male objekte. Tijekom godina Ketten je pokazao da više od desetak vrsta koje nisu ranije bile poznate echolocate imaju kapacitet.
Ketten naziva treću skupinu tipa M, za mistične stanice, životinje poput balinskih kitova koji se hrane na otvorenom moru na ogromnim školama krila i male ribe. Njihovo je sluha i vokalizacija najslabije poznata jer žive daleko na moru i imaju tendenciju da se rjeđe. Struktura njihovih ušiju ukazuje na to da su prilagođeni korištenju niskih frekvencija, s vrhuncem između 10 Hz i 35 kilohertza, i očito nemojte koristiti echolocation. Kako oni nađu hranu bez nje, nije poznato. Postoje dokazi koji upućuju na to da njihovi najniži pozivi mogu biti otkriveni tisućama milja daleko, preko bazena oceana.
Toliko je malo poznato o tolikim brojem kitova i dupina koje Ketten postaje frustriran kada ga prisili ekološki radnici i vladine agencije da daju jasne odgovore. Ona grblja da je morska sisavlja polje u kojem je množina anegdota podataka. "Iako i želi proučavati blokove tkiva koje je izrezala iz kosti sperme Fort Walton Beach, morala je staviti mnogo toga raditi na čekanju kako bi se usredotočili na najzahtjevnija, najzahtjevnija stvar koju je ikad poduzela: 16 kitova koji su se prije dvije godine bacali na Bahamske.


Unatoč napadu istraživača na ovu smrtonosnu glavu ove male kosti sperme, nitko nije siguran zašto je životinja nasukala. Nije bio ni tanki niti ozlijeđen, ali bio je odvojen od majke i stada.
Većina su bili kljunasti kitovi, a oni su se nalazili u Providnom kanalu na sjevernim Bahamima. U to vrijeme, američka mornarica je testirala taktički sonar srednje frekvencije u tom području. Šest kitova je umrlo. Deset su bili gurnuti natrag u more i možda su preživjeli. Smrti - i mogućnost da je sonar odgovoran za njih - pokrenuo je kontroverzu koja je još uvijek uznemirena.
Sonar je jednostavno čovjekov echolocation. Istraživači često upotrebljavaju pojmove dupina sonara ili šišmiš sonara kao stenografski za echolocation. Ljudi koriste sonar za plovidbu, ribu, lov na olupine i otkrivanje tihih suvremenih podmornica. Nema sumnje da ako je sonar dovoljno intenzivan, to može naštetiti bilo kojem živom biću na svom putu. Neki istraživači spekuliraju da neki dupini i kitovi koriste intenzivne zvukove zvuka kako bi eksplodirali ribu ili lignje u neosjetljivost. Mornarički sonar tijekom testiranja dosegao je 235 decibela na izvoru i podvodnim decibelsima kalibrirani su na različitim razmjerima od decibela u zraku. Na 180 decibela (pod vodom), ljudsko plućno tkivo počinje modricu.
Poslani na ispitivanje od strane Nacionalne službe ribarstva mornarice, Ketten je pronašla krvarenje u ušima i akustičnim mastima pet kljunih kitova koje je pregledavala. Iako su bili pod pritiskom, Ketten je odbila skočiti na zaključke na konferenciji za novinare jer nije završila analizu i nije vidjela podatke o tome kada i gdje je sonar bio aktivan. "Nisam još spreman reći da je mornarica to učinila", rekla je novinarima.
Istaknula je da ozljede ušima kitova nisu ih ubijale, iako su te ozljede vjerojatno uzrokovale napad. "Oni nisu umrli od oštećenja njihovih ušiju", kaže ona. "Umrli su od ulaska na plažu satima i satima." Zaključila je da su ozljede bile u skladu s akustičnim ili impulsnim traumama i doprinijele međuvremenu objavljenom izvješću od strane mornarice, ribarske službe i Nacionalnog oceanskog i Atmosferske uprave prošle godine. Izvješće je zaključilo da je taktički sonar izvor "ozljeda kitova". Izvješće je preporučilo istraživanje kako bi spriječila incidente u budućnosti, uključujući utvrđivanje staništa u kavezima i saznanje što zvuči i koristi - upravo ono što Ketten želi imati više vremena za rad.
Utvrđivanje je li čovjekova smrt uzrokovana smrću morskog stvorenja iznimno je težak zadatak. Ketten ističe da ona čak nema bazu podataka o onome što izgledaju uobičajene uši. Nitko još nije siguran je li šum čovjek izazvao štetu kitovima, ali istraživači pokušavaju otkriti koji bi šumovi mogli biti lošiji od drugih, kako oni nanose štetu i kako se šteta može ublažiti. Ketten kaže kako se toliko pažnje posvećuje sonarskoj prijetnji da je zanemareno daleko raširenije pitanje brodske buke. Brodske pruge širom svijeta križaju se ogromnim tankerima koji emitiraju nisku frekvenciju buke koja svakodnevno može štetiti kitovima. Ona uspoređuje problem brodske buke za kitove s industrijskom bukom za ljude. Ne samo da mnogi rade u štetnim razinama industrijske buke, već i bezbroj ljudi stadoše na rock koncerte tako glasno da uzrokuju stalni i značajan gubitak sluha. Pitala se je li dupini koji su vidjeli kako se penje oko brodova radi slično slično.
Dok neki zvukovi mogu prouzročiti fizičku štetu, mogu biti i drugi koji uzrokuju suptilniju štetu. "Ako ste životinja i uzgajate ", kaže Ketten ", a netko podnosi ekvivalent grebanja noktima na ploči, to može imati utjecaja na vaše uzgoj. " Zagađenje bukom može također maskirati signale koje životinje trebaju čuti. Ako se kitovi ne mogu komunicirati na velikim udaljenostima jer smog zvuka intervenira, možda neće moći pronaći partnere.
Ketten kaže da rješenja neće lako doći: "Svi žele doslovno zaglušivanje zvuka: " Ovo je sigurno. "" Možda ne postoje frekvencije koje su sigurne za sve životinje. "Što je sigurno za dupina možda nije sigurno za pečat", kaže ona. "To je važno napraviti ovo testiranje, i to je važno ublažiti. Mislim da su jedriličari dragocjena dobra poput morskih sisavaca. " Ako postoji ravnoteža između udova kitova i ljudi, jedan od dva će morati mnogo više naučiti o drugom.
Kettenova veza između kitova i ljudi
Godine 1986, kada je Darlene Ketten radio na Harvardu, dogodilo se da čuje razgovor o kohlearnim implantatima u hodniku. "Rekli su, " Pa, ne možemo dobiti dobre skenove zbog metalnog implantata, 'i rekao sam, "Da, možete. "
Velik dio kohlearnog implantata napravljen je od platine, gustog elementa koji plijenom skenira. Kao gusta poput platine, nije mnogo gušća od kostiju ušiju, što je bio problem koji je Ketten morao nadvladati u svojim skenerima. Uskoro je započela konzultacije s timovima implantata na Harvardovoj Massachusetts Eye and Ear Ambulanceu i na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Washington u St. Louisu.
Koklearni implantati vraćaju djelomično sluh za neke ljude koji su duboko gluhi, ali čiji su slušni živci netaknuti. Implantat je niz elektroda koje djeluju umjesto ciklusa. Nakon što je kirurški umetnuta u unutarnje uho, povezana je s vanjskim uređajem koji sluša vanjski i srednji uho, pretvarajući zvučne valove u električne impulse i prenosivši ih na elektrode, koji potiču slušne neurone.
Anatomija unutarnjih uha značajno se razlikuje od osobe do osobe, tako da kirurzi moraju odlučiti u svakom slučaju gdje postaviti implantat, kako izbjeći oštećenje obližnjih značajki kao što je živčani sustav lica i čak u kojem uho. Postavljanje implantata ispravno je ključno. Ketten je svojim sposobnostima da pročita skenove koji uključuju gusti materijal i vizualizira složene trodimenzionalne strukture, Ketten je mogao pomoći kirurgima odlučiti prije operacije gdje bi trebale biti postavljene elektrode i gdje su nakon operacije konačno sletjeli kako bi audiolozi mogli shvatiti koji zvuk frekvencije koje se dodjeljuju svakoj elektrodi u polju.
Ovaj se rad nastavlja razvijati: Nedavna studija Kettena i njezine kolege Margaret Skinner, istraživački audiolog na sveučilištu u Washingtonu, pokazala je da, što je dalje u sustavu elektrode, implantirana je bolja sposobnost pacijenta da prepozna izgovorene riječi.
Kettenovo djelovanje na čovjeka također je pridonijelo istraživanju cetaceva. "Mnogo mojih radova na morskim sisavcima je u patologiji, postmortalnom radu, " kaže ona ", a to je nešto što sam naučio u svom radu s ljudskim pacijentima: gledati bolesti ili opisati traume pomoću skeniranja. "
- SM


Rasprava o adaptaciji pečata u njihovu morsku okolinu može se naći na polarmet.mps.ohio-state.edu/ASPIRE_99/seals/science/evtxt.htm.
Dobar opis kohlearnih implantata pojavljuje se na www.wog.com/cochlear.html.


Zanimljivi Članci

Sa poboljšanjima, svetište sjemena  'Doomsday ' sigurno je, vjerojatno

Sa poboljšanjima, svetište sjemena 'Doomsday ' sigurno je, vjerojatno

Samo devet godina nakon službenog otvaranja, Svalbard Global Seed Vault u Norveškoj podvrgava se obnovi radi zaštite od klimatskih promjena. Rad je potaknut slučajnim poplavama koje su se dogodile prošlog tjedna, jer je topljenje permafrost upalo u pristupni koridor svodova. Dok sjeme nije bilo u opasnosti, poplave su ipak zabrinjavajući znak u objektu koji bi trebao podnijeti najgore što ovaj planet može baciti na njega. Popis

NOAA bodovi još jedan bizarni, Deep-Sea stanovnik

NOAA bodovi još jedan bizarni, Deep-Sea stanovnik

Često se kaže da manje znamo o dnu oceana nego što to radimo u Sunčevom sustavu. Još nismo našli izvanzemaljce, ali još uvijek postoji mnogo fascinantnih stvorenja koja će se otkriti upravo ovdje kod kuće. Preuzmite najnoviji nalaz 10-tjedne misije Nacionalne uprave oceanske i atmosferske uprave kako biste istražili dubine Marijanove jame. Ova dubo

 "Whale Wars " TV show dovodi do stvarnog života među aktivistima

"Whale Wars " TV show dovodi do stvarnog života među aktivistima

Nije tako iznenađujuće da nasilno uništavanje plovila od 1, 5 milijuna dolara dovodi do argumenta. Ali, očekuješ da će se argument između vlasnika broda i broda koji je to srušio. Umjesto toga, članovi aktivističke skupine Sea Shepherd Conservation Society, skupina u središtu Animal Planet TV show Whale Wars, raspravljaju među sobom i čineći svoje, rekao je / on je rekao argument javnog poslovanja. Skupina i vi

Ugodno iznenađenje za kanadske Kanalizacijske radnike: Dino Bones

Ugodno iznenađenje za kanadske Kanalizacijske radnike: Dino Bones

Mutantne kornjače, možda smo pogađali, ali kanadske posade za odvodnju otkrile su nešto drugo u kanalizacijama Edmontona: kosti dinosaura. Stručnjaci iz muzeja Royal Tyrrell sada rade na potvrđivanju donatora kostiju, ali sumnjaju da su nepokrivenih kostiju kostiju i kostiju nekoć pripadali T. roxu

Kako su moderni ljudi naselili svijet?

Kako su moderni ljudi naselili svijet?

Umjesto puno teksta, gore je stilizirana reprezentacija putova koje su neo-afričani preuzimali ~ prije 50 tisuća godina od njihove polazišta do nepoznatih dijelova. Dvije boje predstavljaju dva modela. Crvene linije pokazuju dva glavna struja koja izlaze iz Afrike, sjeverni put koji je gurnuo u središte srednje Azije i južni oceanski, što je sve do Australije. Drug

Buzz Aldrin izgovara: zaboravite na Mjesec, neka je glava na Mars

Buzz Aldrin izgovara: zaboravite na Mjesec, neka je glava na Mars

Kao drugi čovjek koji je ikad hodao na Mjesecu (izašao je iz lunarnog modula oko 15 minuta nakon Neil Armstronga), Buzz Aldrin zna malo o istraživanju svemira, o hrabarim ambicijama i velikim rizicima. Sada, Aldrin govori o NASA-i i glasno izjavljuje da je svemirska agencija izgubila svoju smjelost. S