A delfinszonár ^* (még mindig) sokkal jobb, mint a mesterséges

Régóta tudunk a denevérek és a delfinek remek echolokációs technológiájáról. Ez hasonló az ember alkotta szonárhoz, mégis felülmúlja azt, mivel visszhangot használ a tárgyak távolságának és sebességének megállapításához. Dr. Josefin Starkhammar a svéd Lund Egyetem Biomérnöki Karáról már felfedezte, mi teszi a delfineket „fenomenálisan jóvá” az echolokáció ¹ terén.

A hangnyaláb frekvenciagradiense így az alacsonytól (mély hangfekvésű hangok) a legfelsőbbig (magas hangfekvésű hangok) terjed. Ez azt jelenti, hogy a préda helyzetét pontosabban lehet megállapítani a hangnyalábon belül: minél magasabb hangfekvésű a préda visszhangja, annál magasabban helyezkedik el a préda a térben a hangnyalábban.

A delfinek a fúvólyuk alatti „hangképző ajkaikkal” állítják elő a hangnyalábokat.  A hangnyaláb, amely mindössze 70 mikroszekundum ideig tart, áthalad a koponya elülső részében található zsíros szerven, amely egyfajta hanglencseként kúpszerű hangnyalábbá alakítja.

Egy PhD-hallgató, Dr. Starkhammar épített egy 47 vízalatti mikrofonból álló mérőrendszert, hogy rögzítse a kibocsátott hangnyalábon belüli különbségeket. A jelek viszont annyira komplexek voltak, hogy szüksége volt statisztikában jártas kollégái segítségére, hogy kifejlesszen egy jelfeldolgozó algoritmust.

A legfőbb felfedezés az volt, hogy a hangnyaláb „két egybefonódott komponensből”, egy mélyebb és egy magasabb hangmagasságú alkotórészből épül fel, így hoz létre egy olyan nyalábot, amely egymást átfedő impulzusokból ^{2, 3} áll.

A hangnyaláb frekvenciagradiense így az alacsonytól (mély hangfekvésű hangok) a legfelsőbbig (magas hangfekvésű hangok) terjed. Ez azt jelenti, hogy a préda helyzetét pontosabban lehet megállapítani a hangnyalábon belül: minél magasabb hangfekvésű a préda visszhangja, annál magasabban helyezkedik el a préda a térben a hangnyalábban.

Dr. Starkhammar reméli, hogy a delfinek echolokációjának elemzése segít majd jobb ultrahangkészülékeket készíteni, ezáltal javítva a test vékony rétegeiről ⁴ alkotott képek felbontását. Kifejtette, hogy az alacsony frekvenciájú hangok messzebbre jutnak a víz alatt, míg a magas frekvenciájú hangok több információt adnak a tárgyak alakjáról. Tehát az ő új jelfeldolgozó módszerük „majdnem úgy működik, mint egy varázsformula”! Hirtelen olyan dolgokat látunk, melyek eddig rejtve voltak a hagyományos módszerek alkalmazása mellett. Lemásolhatnánk azt az elvet, miszerint olyan hangnyalábokat használunk, amin belül a frekvencia a keresztmetszet mentén ⁵ változik. Az elemzés segíthet a hajók szonárjainak tervezésében is.

Fotó: Nils Rydén

Dr. Starkhammar ezt „több millió évnyi evolúciónak” tulajdonítja. Ezzel én vitatkoznék, mivel az a probléma az echolokáció fejlődéstörténeti magyarázatával, hogy a delfinek és a denevérek is olyan komplex echolokációs rendszerrel rendelkeznek, amit kb. 200 olyan gén határoz meg, amely mindkét fajban hihetetlenül hasonló. Azonban nekik a fejlődéstörténeti elmélet szerint nincsenek közös echolokációs őseik. Így az evolucionisták – Dr. Starkhammart ⁶ is beleértve – úgy vélik, hogy ez a konvergens evolúció ^** egyik esete, ami azt jelenti, hogy hasonló környezetben (jelen esetben rossz látási viszonyok között és komplex térben) hasonló kiválasztási kényszer jön létre, amely a navigációs problémákra hasonló megoldásokhoz vezet. Azonban a fosszilis maradványok nem dokumentálják sem a delfinek, sem a denevérek szonárjainak fejlődését. Egy fejlődéstörténeti cikk elismerte:

„a mai delfinek őseinek olyan fülszerkezete volt, amely arra utal, hogy ugyanolyan echolokációra voltak képesek mint a mai, modern rokonaik” és hogy a „legrégebbi denevérleletek” belső fülében csontszerű szerkezetekből csigaszerűen felépülő tekercsek voltak, ami arra utal, hogy az echolokáció során használt magas frekvenciájú ciripelést is képesek voltak észlelni.” ⁷

Egy jobb magyarázat magában foglalná az analógia elvét – amelyre maga Darwin is gyakran felhívta a figyelmet. Eszerint, ha az ember alkotta szonárok is profi emberi tudás termékei, a sokkal fejlettebb delfinszonárok megalkotásához az emberinél sokkal magasabb intelligencia kellett!

Hivatkozások és megjegyzések

1. Goodyer, J. (ed.), “Dolphins are phenomenally good at using echolocation, much better than man-made devices”, BBC Focus, Summer 2018, pp. 18–10.
2. Starkhammar, J., Moore, P.W., Talmadge, L., and Houser, D.S., Frequency-dependent variation in the two-dimensional beam pattern of an echolocating dolphin, Biology Letters 7(6): 836-839, 2011 | doi:10.1098/rsbl.2011.0396.
3. Lund University, Dolphins use double sonar: Researchers discover that dolphins can generate two sound beam projections simultaneously, sciencedaily.com, 8 June 2011.
4. Reinhold, I., Sandsten, M., and Starkhammar, J., Objective detection and time-frequency localization of components within transient signals, J. Acoustical Society of America 143(4):2368–2378, 1 April 2018 | doi:10.1121/1.5032215.
5. Medimaging International staff writers, Dolphin echolocation could advance medical ultrasound, medimaging.net, 11 June 2018.
6. Starkhammar, J., Personal communication, 20 August 2018.
7. Perkins, S., Learning to listen: How some vertebrates evolved biological sonar, Science News 167(20):314, 2005.

* A szonár (angol rövidítés: sonar – „SOund NAvigation and Ranging”, jelentése = hanggal való navigáció és felderítés) vízalatti műveleteknél a legfontosabb érzékelő, felderítő, navigáló eszköz (kisebb részben kommunikációs célra is használható). Néha hangradarként is hivatkoznak rá.
(Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Szon%C3%A1r)
** A konvergens evolúció elvileg olyan folyamat, amely során egymáshoz nem kapcsolódó fejlődési vonalakon hasonló biológiai jellegzetességek alakulnak ki.
(Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Konvergens_evol%C3%BAci%C3%B3)

Megjegyzés: Szeretnék köszönetet mondani Dr. Starkhammar-nak, amiért engedélyezte ennek a képnek a felhasználását, és hasznos tanácsaival segített. A végkövetkeztetés azonban az enyém, és bárminemű tévedésért is csak én vagyok a felelős.

JONATHAN SARFATI B.Sc.(Hons.), Ph.D., F.M.

Dr. Jonathan Sarfati fizikai kémiából szerezte PhD fokozatát a Victoria Egyetemen (Új-Zéland, Wellington). Számos könyvet ő írt a teremtéselméletről szóló legismertebbek közül. Korábban Új-Zéland sakkbajnoka, ma a Creation Ministries International szervezetének egyik meghatározó egyénisége (1996-2010 között Ausztráliában, majd Atlantában). ld. creation.com/sarfati