i maj 1984 besökte Katharine (Katy) Payne Washington Park Zoo i Portland, Oregon. En akustisk biolog som hade tillbringat 15 år på att studera valsånger, Payne var nyfiken på hur elefanter kommunicerar med varandra. Hon tillbringade nästan varje vaken stund i en hel vecka och observerade—och lyssnade på—djurparkens asiatiska elefanter.
men det var inte förrän flyget hem till Ithaca, New York, som Payne insåg att hon kanske hade upptäckt något nytt och spännande. Ibland under veckan med att observera elefanterna hade hon hört svaga rumlar och kände en bankande i luften. ”Det hade varit som känslan av åska men det hade inte varit åska. Det hade inte funnits något högt ljud alls, bara bankande och sedan ingenting”, skrev Payne i sin senaste bok, Silent Thunder: In the Presence of Elephants (Simon & Schuster, 1998). Nu, på flygplanet, kom hon plötsligt ihåg dessa känslor och kom ihåg en liknande känsla från många år tidigare, när hon hade känt den djupa rysningen av de lägsta basnoterna som spelades på ett kyrkorgel. Orgelns djupa toner var vid frekvenser nära den nedre tröskeln för mänsklig hörsel-frekvenser som Payne visste användes i kommunikation i finvalar och blåvalar.
Payne och hennes kollegor från Bioakustikforskningsprogrammet vid Cornell University ’ s Laboratory of Ornithology fann slutligen att många av samtal från både asiatiska och afrikanska elefanter ligger i infrasonic range—det vill säga vid frekvenser för låga för mänskliga öron att uppfatta. Sedan denna första upptäckt har Payne och hennes kollegor från Cornell och på andra håll studerat elefanter i den afrikanska savannen för att lära sig om rollen som infrasonic calling i långdistanskommunikation.
för flera år sedan, i en slående konvergens av till synes olika vetenskapliga discipliner, visade forskare från University of Virginia att atmosfäriska förhållanden i den afrikanska savannen sannolikt kommer att påverka hur långt elefantsamtal kan resa—och kan till och med, som ett resultat, hjälpa till att forma djurbeteende. Michael Garstang, en tropisk meteorolog i Virginia Department of Environmental Sciences, och David Larom, då en doktorand vid University of Virginia, kom slutligen tillsammans med Payne för att dela information och tankar och planera framtida samarbeten.
elefanter och infraljud
även om andra forskare hade misstänkt att elefanter genererar lågfrekventa samtal var Payne den första som bevisade det. I oktober 1984 återvände hon till Washington Park Zoo utrustad med en lånad bandspelare och mikrofoner som kunde hämta lågfrekventa ljud och mäta deras intensitet och frekvens. Payne och två kollegor, William Langbauer och Elizabeth Thomas, gjorde inspelningar från 11 asiatiska elefanter i djurparken. Forskarna tog också anteckningar om elefanternas rörelser och beteende, samt noterade tillfälliga tider när de kände den nyfikna dunkande i luften.
Payne tog banden tillbaka till laboratoriet för akustisk biolog Carl Hopkins på Cornell. Hopkins hakade inspelaren till en enhet som visar en sekvens av ljud som prickar på en skärm. Payne spelade en av banden tillbaka med 10 gånger inspelningshastigheten och höjde därmed tonhöjden med cirka 2,5 oktaver. ”När vi gjorde det, ”berättar Payne,” se och se—alla slags ljud som vi inte hade hört tidigare var nu närvarande.”I den hastigheten säger hon att elefanternas infrasoniska samtal lät” som en massa kor i en ladugård.”
det visar sig att det mesta av energin i samtal från både asiatiska och afrikanska elefanter är koncentrerad till 14-35 Hz—frekvenser nära eller under den nedre gränsen för mänsklig hörsel, vilket är cirka 20 Hz. De högre frekvenskomponenterna i några av dessa samtal är hörbara för människor som låga, mjuka rumbles. Snäckan i en elefants inre öra, säger Payne, verkar vara anpassad för att höra lågfrekventa ljud. Faktum är att elefanter har den bästa lågfrekventa hörseln av alla landdäggdjur för vilka denna förmåga har uppmätts.
Avståndet ett ljud färdas beror på mediet det passerar genom, ljudets intensitet och dess frekvens. Även om elefanter hör bäst vid 1000 Hz, går ljud vid denna frekvens inte så långt som de vid lägre frekvenser. De kortare våglängderna som utgör högre frekvensljud är mer benägna att spridas eller absorberas av miljön när de reser, förlorar energi till marken, till vegetation och andra hinder och till luften. Som ett resultat, när avståndet från ett ljuds källa ökar, kommer en elefants förmåga att uppfatta lågfrekventa ljud att börja överstiga dess förmåga att höra högfrekventa ljud. Därför ger förmågan att använda infraljud elefanter en tydlig fördel när det gäller långdistanskommunikation.
relaterade kvinnliga elefanter och deras avkommor bor tillsammans i stabila familjeenheter där vuxna kvinnor samarbetar i vård och försvar av sina unga. Familjen som visas här bor i Amboseli National Park i Kenya. Foto: Katy Payne.
relaterade kvinnliga elefanter och deras avkommor bor tillsammans i stabila familjeenheter där vuxna kvinnor samarbetar i vård och försvar av sina unga. Familjen som visas här bor i Amboseli National Park i Kenya. Foto: Katy Payne.
bevis för långdistanskommunikation
vid studier av sociala interaktioner och rörelser hos elefanter hade Fältbiologer i Afrika under några år misstänkt att elefanter kan kommunicera över långa avstånd. ”Den långsiktiga forskningen som gjorts i Afrika visade samordning av elefantbeteende över avstånd på flera kilometer” under vindförhållanden som utesluter luktkommunikation, säger Payne. I studier av radiokollarerade elefanter i Sengwa, Zimbabwe, till exempel, fann Rowan Martin att familjer inom en bond-grupp (se ruta 355) kan samordna sina rörelser med varandra över avstånd på 1-5 Kilometer, ”ett visst avstånd mellan varandra i flera dagar när de rör sig och foder”, säger Payne. Och i Kenya hade Joyce Poole och Cynthia Moss förundrats över förmågan hos den högst rankade mannen som är i musth (en period av ökad sexuell aktivitet och aggressivitet) för att hitta den sällsynta kvinnan som var på toppen av estrus. Poole och Moss märkte också att aggressiva musth-män kan undvika varandra när de strövar omkring på jakt efter mottagliga kvinnor, vilket minimerar risken för konfrontationer.
två manliga elefanter i musth—den årliga perioden med ökad aggressivitet och sexuell aktivitet-tävlar om dominans i den manliga hierarkin. Resultatet av sådana slagsmål bestämmer mänens tillgång till kvinnor i estrus. Foto: Katy Payne.
två manliga elefanter i musth—den årliga perioden med ökad aggressivitet och sexuell aktivitet-tävlar om dominans i den manliga hierarkin. Resultatet av sådana slagsmål bestämmer mänens tillgång till kvinnor i estrus. Foto: Katy Payne.
dessa och andra rapporter, i kombination med infrasounds potentiella användbarhet för fjärrkommunikation, ledde Payne till Afrika för att studera elefantsamtal. Payne arbetade med Poole 1985 och 1986 på Amboseli National Park, i Kenya, och fann att, som fångna asiatiska elefanter, producerar frittgående afrikanska elefanter samtal med infrasoniska komponenter. De flesta av dessa samtal, som elefanterna i djurparken, är av hög intensitet—några så höga som 117 decibel (dB; Som jämförelse är intensiteten av konstruktionsbuller 110 dB och en rockkonsert är 120 dB.) Ljud av denna intensitet, beräknade forskarna, har potential att höras till andra elefanter över flera kilometer.
Poole och Payne observerade och registrerade elefanter som ringer i ett antal sociala sammanhang som föreslog att djuren kommunicerade över relativt långa avstånd. Till exempel utbytte ett par kvinnliga elefanter i separerade familjefragment samtal över 2 kilometer. Forskarna registrerade också upprepade gånger estrus tillkännagivande samtal gjorda av bördiga kvinnor och observerade män som svarade genom att gå snabbt mot de uppringande kvinnorna. Poole och Payne spelade också in samtal från tjurar i musth och fann bevis för att dessa samtal meddelar tjurarnas tillstånd till både kvinnor och andra män. Vid många tillfällen varje dag såg forskarna elefanter engagerade i lyssningsbeteende—” de håller sig helt stilla, höjer och förstyvar öronen och svänger långsamt huvudet från vänster till höger som för att lokalisera källan till ett samtal”, säger Payne-vilket tyder på att de svarade på ett samtal eller ringde och väntade på ett svar.
de data som Payne och Poole samlade i Kenya, även om de var suggestiva, bevisade fortfarande inte att elefanter faktiskt kan höra och svara på varandras infrasoniska samtal över flera kilometer. För att driva denna ide gick Payne och flera kollegor (Langbauer, Russell Charif, Ferrel Osborn och Elizabeth Thomas, från Cornell och Lisa Rapaport, Från Washington Park Zoo) till Etosha National Park, i Namibia. Där genomförde de en serie ”uppspelningsexperiment” designade av Langbauer för att undersöka avstånden över vilka elefantsamtal hörs till andra elefanter.
i dessa experiment förklarar Payne: ”vi hade en enorm högtalare som kunde sända inspelningar av infrasoniska samtal. Vi monterade den ovanpå en skåpbil, och det var vår konstgjorda elefant.”Två forskare var stationerade i skåpbilen på en av flera platser 1, 2 eller 2, 0 kilometer från ett observationstorn byggt över ett vattenhål som besöks av elefanter. Medan förinspelade elefantsamtal med hälften av intensiteten hos de starkaste inspelade infrasoniska elefantsamtalen sändes från skåpbilen, Payne och andra forskare publicerade på tornet—som varken visste platsen för skåpbilen eller tidpunkten för sändningarna—gjorde ljud-och videoinspelningar av närliggande elefanter.
när forskarna jämförde sina inspelningar av elefanter från före och omedelbart efter uppspelningstiderna fann de att elefanter tydligen svarade på uppspelningar från 1.2 och 2.0 kilometer bort genom att vocalizing, lyfta och sprida öronen och förbli orörliga i denna position och flytta huvudet från sida till sida. När kvinnliga estrus samtal spelades från van högtalare, manliga elefanter sågs orientera sig i riktning mot samtalet och gå 1 kilometer eller mer mot platsen för högtalaren.
Elephant society är mycket organiserat, med relaterade kvinnliga elefanter och deras avkommor som bor tillsammans i stabila familjeenheter. Ofta fungerar den äldsta kvinnan i en grupp, dess matriark, som familjens ledare. Flera sådana familjeenheter utgör det som kallas en obligationsgrupp. Familjerna i en bond grupp tenderar att vara nära besläktade med varandra på moderns sida, Payne säger. Verkligen, hon säger, bond grupper består ibland av en familj som har blivit mycket stor och delas upp i mindre enheter. Ovanför bond-gruppens nivå är klanen-en samling familjegrupper som delar samma hemområde under torrsäsongen men inte nödvändigtvis är relaterade.
banden som binder familjeenheter inom samma obligationsgrupp är uppenbara när två familjer möts. ”När familjer som är medlemmar i samma bond—grupp möter varandra, hälsar de med enorm spänning—mycket ljud och snurrar runt i cirklar och slår in i varandra och kolliderar tänder och vinkar öronen och dränerar från sina temporala körtlar och urinerar och defekerar-varje slags elefantspänning som kan uttryckas uttrycks, säger Payne. ”Men när elefanter möts som inte är så nära besläktade saknas all denna ceremoni.”
manliga elefanter visar ett annat mönster av föreningar än kvinnor. Vuxna män tenderar att resa i små, helt manliga grupper under sexuellt inaktiva perioder. Men när de är sexuellt aktiva eller, när det gäller äldre män, i musth—en tid av ökad aggressivitet och sexuell aktivitet som inträffar en gång om året under en period av dagar till månader—tjurar reser ensam, sträcker sig mycket på jakt efter kvinnor i estrus. Tjurar i musth konkurrera med varandra om tillgång till kvinnor i estrus och kommer att försvara sina kompisar från sexuella närmanden av andra män.
eftersom högtalarnas begränsningar tillät samtal att spelas med bara hälften av intensiteten hos de starkaste inspelade infrasoniska elefantsamtalen, och eftersom liten eller ingen dämpning förväntades över dessa avstånd för sådana lågfrekventa samtal, uppskattade forskarna att de högsta infrasoniska samtalen hörs till andra elefanter över ett avstånd på minst 4 kilometer.
resultaten från uppspelningsexperimenten gav ytterligare stöd för hypotesen att elefanter använder infraljud för att kommunicera och samordna sina rörelser över avstånd på minst flera kilometer. Men om elefanter kan kommunicera över avstånd som är betydligt större än 4 kilometer förblev okända. Det är där Garstang och Laroms arbete kommer in.
atmosfäriska effekter
Garstang, vid University of Virginia, hade hört talas om Paynes första upptäckt av infrasonic elephant calls. En meteorolog vars forskning fokuserar på atmosfären nära marken—där mest markbunden djurkommunikation sker—Garstang insåg att överföringen av dessa samtal skulle begränsas av luftens struktur nära marken. ”För djur som använder långdistanskommunikation i synnerhet”, säger han, ” vad atmosfären gör kommer att ha mycket att säga om hur framgångsrika eller misslyckade de kommunicerar över långa sträckor.”
Garstang var inblandad i en multinationell studie för att undersöka orsaken till ett stort ozonskikt i den lägre atmosfären i södra Afrika. När det hände var platsen där Garstang, Larom och andra skulle sätta upp sin meteorologiska utrustning, larom noterar, ”smack i mitten av Etosha National Park”—parken där Payne och hennes kollegor gjorde sina uppspelningsexperiment.
Garstang föreslog att han och Larom eftersträvar tanken att atmosfäriska förhållanden kan påverka det område över vilket elefanter kan kommunicera. Inspirationen till dessa studier kom delvis från Garstangs erfarenhet av att växa upp i södra Afrika, där, på kvällarna, Zulu-stammen skulle ringa till varandra i långa, låga toner över dalar som var en mil eller mer över.
det var först mycket senare som Garstang började förstå det meteorologiska fenomenet som möjliggjorde ett sådant långdistanssamtal. ”På kvällen”, förklarar han, ” när den kalla luften rinner ut i dessa dalar, stratifierar luften—bildar lager—och dessa lager bildar kanaler gör att ljudet kan överföras över stora avstånd.”Detta fenomen, där ett lager av svalare luft nära marken överlagras av varmare luft, är känt som en temperaturinversion. Garstang undrade om denna atmosfäriska effekt skulle kunna förbättra den långsiktiga överföringen av djursamtal-i synnerhet infrasoniska samtal av elefanter i den afrikanska savannen.
även om forskare har studerat effekterna av olika miljöfaktorer på det anropande utbudet av djur, är elefantsamtal särskilt lämpat för att undersöka denna fråga av flera skäl, säger Larom och Garstang. För det första, på grund av deras ljudstyrka och låg frekvens och deras resulterande potential att överföras över stora avstånd under alla förhållanden, är elefantsamtal i sig lättare att studera än många andra samtal. Och elefanternas afrikanska savannhabitat ger ett relativt förenklat system för sådana studier eftersom den hårda, platta terrängen och glesa vegetationen har minimala effekter på ljudöverföring—särskilt av lågfrekventa ljud. Som ett resultat är de viktigaste faktorerna som påverkar ljudöverföring nära marken i denna miljö samtalsstyrka och frekvens, hörseltröskel och temperatur och vindförhållanden i den lägre atmosfären.
hur vädret påverkar samtalsintervallet
bevis för att väderförhållanden som kan förbättra långdistansljudöverföring sker på den afrikanska savannen kom från data som samlats in vid Etosha under en 45-dagarsperiod i slutet av torrsäsongen. Forskarna mätte temperatur och Vindhastighet hela dagen och natten i höjder från 1 centimeter till cirka 1500 meter över marken. De hittade en stark dygnscykel i vindhastighet och riktning, med höga vindar från nordost under dagen och lätta sydliga vindar på natten. Men tidigt på kvällen och runt gryningen, innan vindarna bytte riktning, var det ofta en period med liten eller ingen vind. Forskarna fann också att på de flesta dagar bildades starka temperaturinversioner nära jordens yta före solnedgången och fortsatte genom natten till soluppgången. Nattliga temperaturinversioner bildas över marken på de flesta platser på jorden, säger Garstang, men de är särskilt uttalade över savannen under torrsäsongen och på torra dagar under regnperioden.
med hjälp av ett datorprogram utvecklat av Richard Raspet, vid University of Mississippis National Center for Physical Acoustics, undersökte Larom hur de varierande temperatur-och vindhastighetsförhållandena som registrerats vid Etosha skulle påverka dämpningen av ljud vid 15 Hz och 30 Hz som en funktion av avståndet. Larom skrev ett annat program som tog utgångarna från Raspets program och beräknade ett förutsagt samtalsintervall med hjälp av några informerade antaganden om elefantsamtalsintensitet och hörseltröskel.
resultaten av datormodelleringen visade att samtalsintervallet på kvällen är så mycket som fyrfaldigt större än under mitten av dagen. Förhållandena för långdistanssamtal börjar förbättras dramatiskt en timme eller så före solnedgången, med toppförhållanden som inträffar 1-2 timmar efter solnedgången, när inversionen är starkast och vindarna är lägst. En andra toppperiod för ljudöverföring förutspås inträffa runt gryningen, när vindarna dör ner igen och temperaturinversionen, även om den försvagas, finns fortfarande.
en relativt stark temperaturinversion ökar faktiskt spridningen av lågfrekvent ljud över avstånd, så att ljudintensiteten ökar utöver ett visst intervall från källan. Denna förbättring sker på grund av ”ljudkanalen” som bildas av det nedre luftskiktet under en inversion; kanaleffekten gör att ljudenergi bryts nedåt snarare än att släppas ut i luften, vilket ökar ljudnivåerna nära marken. Inversioner förbättrar också ljudöverföringen genom att orsaka att luftskiktet nära marken friktionsmässigt ”frikopplas” från luften ovan, säger Garstang. Som ett resultat säger han, ”luften på marken går lugn”, vilket minimerar dämpningen av ljud genom turbulens och vindskjuvning.
under optimala förhållanden, enligt modellen, kan de högsta infraröda elefantsamtalen-särskilt de vid de lägsta frekvenserna—höras för andra elefanter över avstånd på 10 kilometer eller mer. Larom och Garstang använde också datormodellering för att förutsäga hur de dagliga temperatur-och vindprofilerna som de mätte i den lägre atmosfären vid Etosha skulle påverka det totala området över vilket ett samtal med en given frekvens och intensitet kan höras. Effekterna av vind på anropande område är komplexa och beror på både vindhastighet och riktning. Forskarna fann att samtalsområdet kan expandera och kontrakta med en faktor på så mycket som 10 på en viss dag, från cirka 30 kvadratkilometer till 300.
vad det betyder för elefanter
när Garstang och Larom (med medförfattare Raspet och Malan Lindeque, från Etosha Ecological Institute) lämnade in sina första resultat för publicering, var Payne en av forskarna ombedd att granska artikeln. Hon tyckte att deras arbete var så intressant att hon kontaktade dem och föreslog att de skulle träffas för att prata mer om konsekvenserna. Många biologer, säger Payne, ” hade inte tänkt mycket på atmosfärens inflytande på djurbeteende, och här var bevis på att det kan finnas ett mycket starkt inflytande.”
Haven Wiley, en av ett antal biologer som har tänkt på dessa influenser, säger att ” även om frågan om effekterna av atmosfäriska förhållanden på ljudutbredning har studerats av akustiska ingenjörer och djurbeteendeister under en tid, har det fortfarande varit ett stort behov av noggrann dokumentation av dessa effekter i naturliga situationer.”Wiley, som studerar djurkommunikation och beteende vid University of North Carolina–Chapel Hill, säger att Garstang och Laroms arbete är ”en mycket elegant demonstration där atmosfäriska mätningar faktiskt har använts för att validera tanken att förändrade atmosfäriska förhållanden kommer att påverka ljudutbredningen.”
Garstang och Laroms fynd stöder den något kontroversiella hypotesen att atmosfäriska förhållanden som gynnar långdistanskommunikation vid vissa tider på dagen över den afrikanska savannen och andra områden har agerat under evolutionär tid som ett selektivt tryck på beteendet hos elefanter och andra arter som bor i dessa områden. En uppenbar fråga är därför om elefanter ringer oftare vid tider på dagen när atmosfäriska förhållanden är mest gynnsamma för långdistansljudöverföring.
preliminära data från studier gjorda i Zimbabwe av Langbauer, Payne och andra visar att en toppanropsperiod för elefanter är centrerad kring 5 pm—en tid då ljudöverföringen är ”ganska bra och snabbt förbättrad” men inte optimal, säger Larom. ”Det finns en bra passform, det finns viss korrelation, but…it’ s Inte utmärkt, ” han säger. Den mindre än perfekta korrelationen antyder att ytterligare faktorer sannolikt kommer att påverka när och varför elefanter ringer. Elefanter gör de flesta av sina långa vandringar mot slutet av dagen, träffa andra elefanter vid vattenhål i bullriga grupper, men ringer dör strax efter solnedgången. Att ringa efter solnedgången skulle vara mer benägna att locka uppmärksamheten hos lejon, som sover till solnedgången och börjar jaga efter mörker.
även om Garstang håller med om att andra faktorer utan tvekan spelar in för att forma kallande beteende, är han övertygad om att atmosfäriska effekter spelar en viktig roll. ”Atmosfären bestämmer absolut vad du kan eller inte kan göra” när det gäller långväga kommunikation, säger han. Till exempel, även om en kvinnlig elefant i estrus kan ringa kontinuerligt under dagen, de atmosfäriska förhållandena kommer att avgöra om en hane i musth en bit bort kan höra dessa samtal. Därför säger han, ” det kommer fortfarande att finnas ett dagligt svar från männen eftersom det går upp med en storleksordning från mitten av dagen till tidig kväll.”
faktum är att Payne noterar, i framtida studier kommer forskarna att behöva övervaka inte bara tidpunkten för att ringa utan också tidpunkten för vad hon kallar ”elefanters lyssnande” för att avgöra om elefanter visar mer lyssningsbeteende ibland när ljudöverföring är bäst. Sådant lyssningsbeteende kan spela en roll i de samordnade rörelserna hos närstående familjegrupper inom klaner som Payne och hennes kollegor observerade i sina studier i Zimbabwe.
i en förlängning av Martins tidigare studier spårade han, Langbauer, Payne och andra rörelser och samtal av kvinnliga elefanter i flera familjegrupper som delade samma hemområde. De fann att elefanter inom samma bond-grupp (det vill säga elefanter som tenderar att vara nära besläktade genetiskt) var mer benägna än andra elefanter inom en klan att hålla sig inom hörselavstånd från varandra. ”Vi hittade inga bevis på uppenbara samtal som till exempel skulle meddela att en elefant nu skulle vända sig norrut”, säger Payne. ”Men vi hittade samordnade rörelser bland besättningar, och vi misstänker att det kunde samordnas helt enkelt genom att lyssna på varandras samtal på avstånd och aldrig låta varandra komma helt ur hörselområdet.”
under den torra säsongen är det intressant att notera att elefantfamiljer bör kunna samordna sina rörelser över större avstånd eftersom bildandet av starka nattliga temperaturinversioner förväntas maximera samtalsområdet. I torrt väder kan familjer därmed hålla ett större avstånd från varandra och fortfarande hålla sig inom hörhåll, vilket minimerar konkurrensen om resurser i en tid då resurserna är knappa.
konsekvenser för andra djur
elefanter är inte de enda arter vars beteende kan påverkas av atmosfäriska förhållanden. Inte heller är potentialen för nattliga temperaturinversioner för att öka avståndet över vilket ljud kan resa begränsat till den afrikanska savannen eller till lågfrekventa ljud.
Lions på den afrikanska savannen gör det mesta av sitt brusande mellan solnedgång och soluppgång, och vissa fältdata indikerar att lejon som ringer toppar vid gryning och skymning. Det brusande som lejon gör på natten tros vara involverat delvis i att etablera och upprätthålla territorium. Att kunna ringa över ett större avstånd skulle därför vara fördelaktigt, eftersom det skulle vara för de många fågelarter som är kända för deras gryning och skymning. ”Det skulle vara mer meningsfullt att säga” Min, Min, Min—det här området är mitt ”vid en tidpunkt då någon kommer att höra dig flera hundra meter bort än när de kanske hör dig bara hundra meter bort”, säger Larom.
-
Payne KB, Langbauer WR, Thomas EM. 1986. Infrasoniska samtal av den asiatiska elefanten (Elephas maximus). Beteendeekologi och Sociobiologi 18: 297-301.
-
Langbauer Wr Jr, Payne K, Charif R, Rapaport E, Osborn F. 1991. Afrikanska elefanter svarar på avlägsna uppspelningar av lågfrekventa specifika samtal. Journal of Experimental Biology 157: 35-46.
-
Garstang M, Larom D, Raspet R, LindequeM. 1995. Atmosfäriska kontroller på elefantkommunikation. Tidskriften för Experimentell Biologi 198: 939-951.
-
Larom D, Garstang M, Payne K, Raspet R, Lindeque M. 1997. Påverkan av atmosfäriska förhållanden på ytan och området som nås av djurvokaliseringar. Journal of Experimental Biology 200: 421-437.
-
Payne K. 1998. Silent Thunder: I närvaro av elefanter. New York: Simon & Schuster.
liksom lejon noterar forskarna att andra mycket territoriella djur, som coyoter och vargar, gör det mesta av sitt kall på natten och visar uttalade morgon-och kvällstoppar, i överensstämmelse med hypotesen att atmosfäriska förhållanden kan spela en roll för att forma sitt kallande beteende. Och arbete av Peter Waser, från Purdue University, indikerar att kapellapor i tropiska skogar gör det mesta av deras långa avstånd vocalizing inom några timmar efter soluppgången, när en gynnsam temperaturgradient för ljudöverföring sannolikt kommer att inträffa ovanför baldakinen.
många grodor och insekter tenderar också att vara bullrigare runt gryning och skymning, och även för dessa arter kan atmosfäriska faktorer hjälpa till att bestämma beteendet. I själva verket visade resultaten av en uppspelningsstudie av Moira Van Staaden och Heiner r Aukorimer, från Karl-Franzens-University i Graz, Österrike, att anropsintervallet för sexuella signaler från manliga gräshoppor i södra Afrika—vars anmärkningsvärda nattliga samtal hörs för människor över flera kilometer—expanderar dramatiskt på natten.
att sätta ihop bitarna
Payne, Garstang, Larom och deras medarbetare planerar framtida fältstudier av elefantkommunikation som de hoppas kommer att gifta sig med informationen från datormodellering av atmosfäriska förhållanden på den afrikanska savannen med det faktiska beteendet och kommunikationsmönstren hos elefanter och andra djur i denna livsmiljö. Som Garstang påpekar, ”ingen har faktiskt visat på fältet att elefanter…kan kommunicera över intervall på 10 kilometer mer”, som datormodelleringen föreslog. Forskarna kommer att behöva fastställa otvetydigt att elefanter kan projicera, höra och svara på samtal över dessa intervall, säger han.
genom ett bidrag från National Geographic Society planerar Garstang att återvända till Namibia någon gång i år för att göra ett pilotprojekt där han kommer att samla preliminära fältdata för att stödja ett förslag till en större studie. Han hoppas kunna fastställa mer definitivt att det finns en daglig cykel av samtal, inte bara av elefanter utan också av andra djur som använder ljud i det lägre frekvensområdet. Han kommer också att avgöra om tidpunkten för denna cykel motsvarar atmosfäriska förhållanden som gynnar långdistanskommunikation.
forskarna hoppas att den kunskap de får om djurkallning i slutändan kommer att hjälpa till i bevarandeinsatser. Till exempel noterar Payne och Larom att det kan vara möjligt att utveckla ett system för att censurera skogselefanter (Loxodonta africana cyclous) akustiskt. Lite är känt om denna snabbt försvinnande underart, och djuren är svåra att räkna i sin skogsmiljö. (Nuvarande metoder är baserade på indirekta metoder, såsom dyngan räknas.) Preliminära studier av savannelefanter, där djuren kan spåras både genom syn och ljud, kan göra det möjligt för forskare att utveckla metoder för att korrelera antalet och typerna av samtal med elefanternas befolkningsstruktur och reproduktiv hälsa.
”om vi behöver bevara arter måste vi veta vilket territorium de upptar”, konstaterar Garstang. Han tror att förmågan att snabbt beräkna ett djurs maximala anropsområde gör det möjligt för biologer att få en rimlig första uppskattning av storleken på djurets territorium. Med hjälp av tre faktorer, säger han, ”optimala meteorologiska förhållanden, tröskel för hörsel, och ljudstyrka samtal, du kommer determine…an område som kan’ ensonifieras ’ av det djuret.”Det området tror han” är lika med sitt territorium till en nära approximation… oavsett om det är ett rörligt område, som en elefant eller ett mer statiskt område, som ett lejon.”Även om Larom och Payne erkänner den viktiga roll som atmosfäriska effekter kan spela, tror de att många andra faktorer komplicerar djurens hembeteende.
det är uppenbart att Paynes första upptäckt av infrasonisk kommunikation mellan elefanter och det efterföljande arbetet av Larom, Garstang och andra har banat vägen för ytterligare förståelse av djurkommunikation, beteende och evolution och har gett nya sätt att se på dessa frågor. ”När du väl har upptäckt ett helt nytt sätt att uppfatta världen”, säger Larom, ” blir frågan om vad som finns att uppfatta där ute en central och möjligheterna till upptäckt är enorma.”