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BioacústicaAspectos comparativos da audição
Ms. Mariana Maluli Marinho de Mello
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Bioacústica
• Estudo da produção e recepção do som pelos seres vivos.• Comunicação animal através de ondas sonoras.
• Etologia
• Fisiologia
• Biofísica
• Ecologia
• Taxonomia
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Infrassom Som Ultrassom
20 20.000 Frequência (Hz)
Sons desagradáveis
5.000
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Arthropoda
• Classe Crustacea
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Crustáceos
• Lagosta-da-Noruega (Nephrops norvegicus)• Baixa sensibilidade auditiva
• Caranguejos• Produção e percepção de sons (órgão miocordotonal)
Ocypoda sp. Uca sp.
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Crustáceos
• Órgão miocordotonal• Percepção de frequências acima de 300 Hz
• Janela no exoesqueleto das patas com um pequeno músculo, onde estãolocalizados neurônios
Window
Muscle
Nerve
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Aratus (Goniopsis cruentata)respondem• assobios emitidos pelas catadoras• batidas provocadas nas gaiteiras
com o auxílio dos galhos de mangue.
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Arthropoda
• Classe Arachinida
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Aranhas
• Aranhas produtoras de teias• Órgãos tarsais
• Sensíveis à frequências de vibrações• Na teia
• No ar
• Filhote ≠ Macho ≠ Presa
• Tamanho e tipo de inseto
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Arthropodes
• Classe Insecta
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Insetos
• Pêlos corporais
• Órgãos timpânicos• Orthoptera• Homoptera• Lepidoptera
• Segmentos abdominais• Patas anteriores• Antenas• Asas
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Insetos
• Órgãos timpânicos• Células sensoriais em uma cavidade aérea englobada por uma membrana
timpânica
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Insetos
• Grilo da espécie Copiphora gorgonensis• Costa Colombiana
• Órgão timpânico com vesícula auditiva em formato de caracol preenchida porum fluido cóclea?
• Zapata et al., 2012
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Insetos
• Mariposas do gênero Hedyloidea• Membrana timpânica na asa frontal extremamente fina
• Células receptoras: A1 e A2
• Percepção de ultrassons (3.000 a 150.000 Hz) desencadeiam manobras evôos 4x mais rápidos
• Coevolução
• Yack et al., 1999
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Chordata
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Pisces
• Ambiente aquático
• Sistema acústico-lateral• Linha lateral
• Ouvido interno• Ausência de cóclea
• Detecção de movimentos e sons na água
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Peixes
• Linha lateral• Neuromastos = presentes na superfície da pele
• Pares de células ciliadas cobertas por uma cúpula
• Percepção de ondas de alta frequência
• Liberação de sinais elétricos em uma frequência básica• Aumento da frequência com o movimento na direção do cinecílio
• Diminuição da frequência com o movimento na direção oposta ao cinecílio
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Nematocisto
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Peixes
• Killifish (Aplocheilus lineatus)• Se alimentam na superfície
• Neuromastos na cabeça
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Peixes
• Grupo Ostariophysi (ost = osso, physa = bexiga)• Aparelho Weberiano
• Onda sonora vibra a bexiga natatória (amplificação)
• Tripus vértebras Intercalarium Scaphum (condução)
• Scaphum comprime ouvido interno contra o clastrum
• Estímulo auditivo no encéfalo (interpretação)
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Peixes
• Bacalhau• Percepção de ondas sonoras com aproximadamente 38.000 Hz
• Fuga de predadores
• Anchovas e Arenques• Percepção de ultrassons
• Fuga de predadores
Cardume de arenque• Comunicação por gases
• Captação do ar atmosférico
• Liberação por uma abertura próxima ao ânus formaçãode ondas de altas frequências
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Amphibia
• Fase larval• Ambiente aquático
• Linha lateral
• Fase adulta• Ambiente terrestre
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Anfíbios
• Ordem Urodela (Caudata)• Sons produzidos: cliques, guinchos, assobios.
• Alguns ultrassons
• Maioria• Ausência de membrana timpânica
• Pouca sensibilidade auditiva
• Columela degenerada
• Comunicação visual e tátil
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Anfíbios
• Ordem Anura (Salientia)• Comunicação acústica é extremamente importante
• Interações sociais em condições de baixa luminosidade e vegetação densa.
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Anuros
• Tipos de vocalização• Canto de anúncio
• Canto de corte
• Canto territorial
• Canto de briga
• Canto de libertação
• Grito de agonia
anúncio
territorial
Hypsiboas albomarginatus
Leptodactylus fuscus
anúncio
Leptodactylus latrans
anúncio• Fêmeas respondem ao canto de machos por um breve período (ovócitos maduros)• Hormônios associados à ovulação sensibilizam células do
sistema auditivo?
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Anuros
• Recepção do som• Ausência de ouvido externo
• Membrana timpânica
• Columela
• Ouvido interno• Lagena evaginação do sáculo
• Recoberta pela membrana tectorial
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Reptilia
• Outros sentidos são mais utilizados
• Ordem Squamata• Lagartos possuem ouvido externo
• Ausência de pavilhão auditivo
• Serpentes não possuem tímpano
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Répteis
• Ouvido médio• Tímpano
• Columela
• Ouvido interno• Cóclea / papila basilar
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Répteis
• E as serpentes?• Columela ligada ao osso quadrado
• Percepção de vibrações do solo
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Aves
• Vôo• Informações contínuas quanto à posição e presença de obstáculos
• Visão e audição bem desenvolvidas
• Intensa comunicação acústica• Identificação de espécie, sexo e indivíduo
Azulão (Cyanocompsa brissonii) Curió (Sporophila angolensis) Cardeal (Paroaria coronata)
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Aves
• Ouvido externo• Canal auditivo
• Abertura pequena e coberta por penas
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Aves
• Ouvido médio• Tímpano
• Columela• Músculo columelar
• Extracolumela
• Ouvido interno• Cóclea
• Tamanho 1/10
• 10x mais células ciliadas
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Aves
• Corujas • Aves mais sensíveis acústicamente
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Corujas
• Tímpano e cóclea grandes
• Centro auditivo no encéfalo bem desenvolvido
• Disco facial direcionador parabólico
• Assimetria dos meatos auditivos no crânio• Localização horizontal e vertical da presa
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Corujas
• Corujas suindaras• Total escuridão
• Só rato
• Rato arrastando papel• Ataque ao papel
• Orientação pelo som
• Konishi, 1973
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Pombos
• Detecção de baixas frequências• 0,05 Hz (um ciclo a cada 20 s)
• Importante para detecção de eventos naturais• Tempestades, ventanias, terremotos, etc.
• Pombos correios?
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Aves
• Guácharos (Steatornis sp.)• Habitam cavernas
• Ecolocação
• Sons de 7.000 Hz
• Andorinhões-de-caverna (Collocalia sp.)• Habitam cavernas
• Ecolocação
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Mammalia
• Maior acuidade auditiva em relação aos demais tetrápodes.
• Orelha externa• Presença de pavilhão auditivo
• Orelha média• Columela 3 ossículos (martelo, bigorna, estribo)
• Orelha interna• Cóclea longa “enrolamento”
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Ordem carnivora
• Cachorros• Frequências entre 10 e 40.000
Hz
• Movimento do pavilhão auditivo• Detecção da fonte sonora em 0,06
s
• Gatos• Frequências entre 60 e 50.000 Hz
• 27 músculos ligados à movimentação do pavilhão auditivo• Detecção precisa da fonte sonora
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Mico leãozinho
• Ordem Primata
• Produção de ondas sonoras de altas frequências • 8.000 a 14.000 Hz
• Oculto aos predadores
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Elefantes
• Ordem Proboscidea
• Habitam florestas e savanas gigantescas• Emissão e recepção de infrassons
• Elefante Africano • 14 a 35 HZ
• Elefante Asiático • 14 a 24 Hz
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Elefantes• Produção do som
• Passagem de ar pelas cordas vocais
• Posição da boca/tromba/laringe• Mudança nas características do som
• Cordas vocais compridas, câmara ressonante grande e aparelho hioideo diferenciado
• Detecção do som• Canal auditivo mais longo
• Proteção à membrana timpânica
• Membrana timpânica e ouvido médio maior
• Cóclea menor e pouco espiralada
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Elefantes• Respostas comportamentais – 10Km
• Para
• Ergue a orelha
• Movimento na direção do alto-falante
• Langbauer et al., 1991
• Identificação individual• Características da onda podem ser distorcidas com a
distância
• Loxodonta africana reconheceu membros do bando com distâncias de até 2,5 Km (ótima percepção até 1,5 Km)
• Mccomb et al., 2003
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Morcegos
• Ordem Chiroptera• Subordens Megachiroptera e Microchiroptera
Roussettus spp.
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Morcegos
• Hábito noturno
• Ambientes escuros
• Vôos precisos
• Lazzaro Spallanzani• Morcegos cegos voam normalmente• Morcegos com orelhas tapadas voam erraticamente
• Donald Griffin – 1940• emissão de ondas sonoras de altas frequências e captação e análise dos ecos
retornados – “ecolocação” (audição ativa)
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Morcegos
• Ecolocação• Produção de ondas sonoras de alta intensidade na laringe (modulação de
frequência)
• Emissão das ondas pelas narinas (dispersão estreita) ou boca aberta(dispersão ampla).• Frequência modulada (100.000 Hz 30.000 Hz)
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Morcegos
• Ecolocação• Reflexão sonora (eco)
• Distância – tempo
• Tamanho – ângulo
• Velocidade relativa – efeito Doppler (frequência)
• Elevação relativa – topo e base da orelha
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Morcegos
• Adaptações:• Pavilhão auditivo grande e característico (tragus)
• Ornamentações nasais
• Cóclea maior (3 voltas) e especializada
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Morcegos
• Ecolocação
• Cerca de 5 pulsos por segundo.• Suficientemente espaçados
• Atinge 200 pulsos por segundo.
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Morcegos• Altas frequências
• Maior precisão direcional
• Maior acuidade na dimensão
• Diferenças a partir de 0,3mm
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Morcegos
• Frequência específica
• Ilha de Sardenha• Rhinolophus mehelyi• Rhinolophus euryale• Rhinolophus hipposideros
• Correção das frequências• Rhinolophus euryale frequência mais baixa• Rhinolophus hipposideros frequência mais alta
• Russo et al., 2007
Sobreposição das frequências
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Morcegos
• Comunicações audíveis ao ser humano• Agressão intra-específica
• Comunicação mãe-filhote
• Acasalamento
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Golfinhos
• Ordem Cetacea• Subordens Odontoceti e Mysticeti
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Golfinhos
• Habitat marinho• Visibilidade limitada
• Propagação do som• No ar 340 m/s
• Na água 1.460 m/s
• Sistema de emissão e recepção acústica ecolocação
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Golfinhos
• Ultrassons produzidos pelos sacos aéreos• Quantidade limitada de ar nos pulmões
• Focalização e emissão dos ultrassons no espermacete• Ondas de aproximadamente 150.000 Hz
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Golfinhos
Sacos aéreos Espermacete Objeto Reflexão
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Golfinhos
• Corpo isolado para a recepção de sons
• Canal auditivo estreito e obstruído por cera
• Recepção do som pela maxila inferior• osso + gordura
• Chegada no ouvido médio• Placa timpânica (área fina do osso)• Ossículos
• Ouvido interno• Membrana basilar mais espessa e estreita• Maior quantidade de células ciliadas
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Golfinhos
• Emissão de pulsos aumenta com a aproximação ao objeto.
• Eco• Tamanho
• Forma
• Textura
• Distância
• Movimento
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Golfinhos
• Peixes em águas muito turvas• Achados em segundos
• Peixes separados por painel de acrílico• Golfinho acha a passagem imediatamente
• Norris et al., 1961
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Referências Bibliográficas
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• Garcia, Eduardo A.C. Biofísica, 1997.
• Hickman, C.P.; Roberts. L.S.; Larson,A. Princípios integrados de Zoologia,2003.
• Jones, G. & Holderied, M.W. Bat echolocation calls: adaptation andconvergente evolution, 2007.
• Kunz, T.H. & Fenton, M.B. Bat ecology, 2003.
• Mccomb, K.; Reby, D.; Baker, L.; Moss, C.; Sayialel, S. Long-distancecommunication of acoustic cues to social identity in African elephants,2003.
• Pough, F.H.; Janis, C.M.; Heiser, J.B. A vida dos vertebrados, 2003.
• Schmidt-Nielsen, K. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente, 2002.