Биоакустика – отрасль науки, исследующая системы производства звуков (голос) и звуковосприятия (слух), а также использование звуковых сигналов для пространственной ориентации и коммуникации.
Конкретные задачи биоакустики:
- изучение роли звука как средства передачи информации в мире животных;
- изучение существующих в природе способов акустической связи между животными;
- выявление механизмов генерации и восприятия звуковых сигналов;
- изучение приемов кодирования и расшифровки передаваемой информации в живых биоакустических системах.
В ходе спецкурса студенты знакомятся с особенностями осуществления перечисленных процессов в эволюционных линиях четвероногих анамний (амфибий) и амниот. Форма итоговой отчётности — зачёт.
Основные темы занятий
- Биоакустика – определение, цели и задачи.
- Структурная и функциональная специфика аппаратов звукоизлучения у амфибий и рептилий. Роль голосовых мешков (резонаторов) в голосовых реакциях амфибий.
- Реберное дыхание и работа голосовой щели у рептилий. Механический резонанс и его влияние на производство и восприятие звуков.
- Понятие острого резонанса и моночастоты. Способы расширения частотного диапазона излучаемых и воспринимаемых звуков. Энергетическое обеспечение частотных спектров разной высоты. Решение этих задач у амфибий.
- Типологические ряды голосовых реакций амфибий и их роль во внутривидовой коммуникации у этих животных. Видоспецифичность голосовых реакций у амфибий и способы ее поддержания в условиях шумовой маскировки в разновидовых нерестовых хорах. Вариабельность видоспецифических параметров голоса амфибий под воздействием разных биогенных и физических факторов.
- Эволюционное становление элементов среднего уха в рядах наземных анамний и амниот. Роль этих структурных элементов в звуковосприятии.
- Типовая конструкция среднего уха амфибий и ее возможные варианты. Значение “поршневого усиления” и рычажности в деятельности трансформирующего аппарата среднего уха.
- Резонансные характеристики среднего уха некоторых амфибий.
- Специфика организации внутреннего уха амфибий. Распределение, строение и тонотопические градиенты в слуховых рецепторных макулах амфибий. Количество волосковых клеток в слуховых рецепторах некоторых видов амфибий.
- Центральные отделы слухового анализатора амфибий и их нумерические характеристики видового ранга.
- Создание трехмерных карт расположения и объема слуховых медуллярных центров и техника электрофизиологического определения их функциональных характеристик. Регистрация частотно-пороговых, амплитудно-частотных и некоторых динамических характеристик слуховых ядер мозга. Пространственный слух у амфибий.
- Эволюционные преобразования периферических отделов слуховой системы амниот и, в частности, рептилий. Звуковое общение у рептилий. Особенности строения наружного и среднего уха рептилий как реакция на экологическое “давление среды”. Некоторые параметрические показатели в организации звуковоспринимающей и звукотрансформирующей систем у ряда видов рептилий с разной экологической специализацией.
- Резонансные характеристики среднего уха рептилий.
- Особенности строения слуховых рецепторных органов внутреннего уха рептилий и видовая вариабельность числа волосковых клеток в них.
- Организация центральных слуховых отделов у рептилий, относительное развитие медуллярных слуховых ядер у рептилий с развитой или угнетенной слуховой периферией. Функциональные характеристики слуховых ядер и пространственный слух у некоторых видов рептилий.
Литература
Барсова Л.И., Богословская Л.С., Васильев Б.Д. “Слуховые центры продолговатого мозга наземных позвоночных”. “Наука”, М., 1985.
Бару А.В. “Слуховые центры и опознание звуковых сигналов”. “Наука”, Л., 1978.
Васильев Б.Д. “К изучению вызванной активности медуллярных слуховых ядер бесхвостых амфибий”. Вестник МГУ, сер. Биол., №5: 16-21.
Васильев Б.Д. “О слуховой чувствительности бесхвостых амфибий, лишенных среднего уха”. Вестник МГУ, сер. Биол., №3: 106-110, 1969.
Васильев Б.Д. “Электрофизиологическая характеристика слуха некоторых рептилий”. Вопросы герпетологии, 3: 47-49.
Васильев Б.Д., Смирнов С.В. “К изучению слуховой чувствительности гекконов”. Биол. науки, МГУ, №11: 41-45, 1980.
Васильев Б.Д., Смирнов С.В. “К изучению слуховой чувствительности черепах”. Вестник МГУ, сер. Биол., №4: 10-15, 1981.
Васильев Б.Д., Смирнов С.В. “О структуре и функции слухового анализатора ящериц, змей и черепах”. Вопросы герпетологии, 4: 53-56, 1977.
Воробьева Э.И., Смирнов С.В. “К вопросу становления аппарата звукопередачи у наземных позвоночных”. Сб. “Морфофункциональные преобразования позвоночных в процессе освоения суши”. Наука, 43-57, 1982.
Дэвис А. “Современная акустика”. ГОНТИ, М.-Л., 1938.
Ильичев В.Д., Васильев Б.Д. и др. “Биоакустика”. МГУ, 1975.
Кобрак Г.Г. “Среднее ухо”. М., 1963.
Кузнецова Т.Г., Васильев Б.Д. “К изучению ультраструктуры слуховых сосочков внутреннего уха RanatemporariaL.”. Биол. науки, сер. Биол., №11: 36-41.
Adrian E.D., Craik K.J.W., Sturdy R.S. “The electrical response of the auditory mechanism in cold-blooded vertebrates”. Proc. Roy. Soc. London, s.b. 125: 435-450.
Ariёns-Kappers C.U., Huber G.C., Crosby E.C. “The comparative anatomy of the nervous system of vertebrates including man”. NY, Hafner Press, 1960.
Capranica R.R. Morphology and physiology of the auditory system. In: R. Llinas, W. Precht (eds.). Frog neurobiology. Springer, 551-575.
Erulkar S.D. Comparative aspects of spatial localization of sound. Physiol.Rev., 52: 237-360, 1972.
Manley G.A. A review of the auditory physiology of the reptiles. In: D.Ottoson (ed.) Sensory Physiology, v.2: 49-134, 1981.
Miller M.R. Scanning electron microscope studies of the lizard papilla basilararis. Brain, Behav. Evolution, 10: 95-112.
Narins P.M. (et al.)(Eds.) Hearing and Sound Communication in Amphibians. Springer, 2006.
Wever E.G., Lawrence M. Physiological acoustics. Princeton University Press, New Jersey, 1954.
Составитель – доктор биологических наук, профессор Борис Дмитриевич Васильев