научная статья по теме ТОНАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ БЕЛУХ (DELPHINAPTERUS LEUCAS) МЯГОСТРОВСКОГО СТАДА (БЕЛОЕ МОРЕ, ОНЕЖСКИЙ ЗАЛИВ) Биология

Текст научной статьи на тему «ТОНАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ БЕЛУХ (DELPHINAPTERUS LEUCAS) МЯГОСТРОВСКОГО СТАДА (БЕЛОЕ МОРЕ, ОНЕЖСКИЙ ЗАЛИВ)»

УДК 599.539.4:591.5

ТОНАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ БЕЛУХ (DELPHINAPTERUS LEUCAS) МЯГОСТРОВСКОГО СТАДА (БЕЛОЕ МОРЕ, ОНЕЖСКИЙ ЗАЛИВ)

© 2012 г. Е. М. Панова1, Р. А. Беликов2, А. В. Агафонов2, В. М. Белькович2

1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва 119992, Россия 2 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 117997, Россия e-mail: baralginsp@yandex.ru Поступила в редакцию 07.11.2010 г.

Проанализированы тональные (свистовые) сигналы белух мягостровского стада, зарегистрированные в летнем скоплении в районе островов Роганка—Голый Сосновец—Мягостров (Онежский залив, Белое море). Предлагаемая классификация основана на частотно-временных характеристиках и характере частотной модуляции сигналов. Каталог тональных сигналов включает высокочастотные (34 типа), низкочастотные (11 типов) и составные (2 типа) сигналы, причем наиболее распространенными являются два типа низкочастотных тональных сигналов: (1) короткие (0.12 с), имеющие нисходяще-восходящий частотный контур, и (2) более продолжительные (0.94 с), состоящие из последовательностей коротких нисходяще-восходящих по форме частотного контура элементов. Тональные сигналы могут быть как стереотипными, так и вариабельными, в последнем случае изменчивости подвержена в первую очередь характера их частотной модуляции. Сравнение тональных сигналов белух соловецкого и мягостровского стад выявило их базовое сходство. Наиболее общими для двух стад являются низкочастотные тональные сигналы, менее сходны высокочастотные тональные сигналы. Категория составных тональных сигналов специфична для белух мягостров-ского стада.

Ключевые слова: белуха Delphinapterus leucas, тональные сигналы (свисты).

Белуха (Delphinapterus leucas) обладает богатым вокальным репертуаром, включающим как тональные, так и импульсные звуки, однако наиболее разнообразными и составляющими большую часть репертуара являются тональные сигналы, или свисты (Sjare, Smith, 1986; Faucher, 1988; Karlsen et al., 2002; Беликов, Белькович, 2006). Сравнение акустической сигнализации белух разных популяций (Faucher, 1988; Karlsen et al., 2002; Беликов, Белькович, 2006) выявило ряд различий, которые могут свидетельствовать об ее меж-популяционной изменчивости. Однако вопрос о внутрипопуляционной изменчивости вокальных репертуаров, т.е. различий акустической сигнализации в пределах одной популяции, остается открытым.

Многолетние исследования беломорской популяции белух показали, что в летние месяцы самки и неполовозрелые особи концентрируются в определенных акваториях. Здесь происходят роды, а с приходом самцов — спаривание, что позволило назвать эти скопления "репродуктивными". Самки и детеныши одного скопления, а также посещающие его самцы формируют локальное стадо (Белькович, 2002). Всего в Белом море установлено 8 мест таких скоплений и, соответственно, 8 локальных стад (Андрианов и др., 2009).

Такая дискретность распределения беломорской белухи представляется очень удобной для исследования внутрипопуляционной изменчивости ее акустической сигнализации. Однако новейшие результаты исследования структуры соловецкого репродуктивного скопления (о-в Большой Соловецкий) методом фотоидентификации показали, что, хотя некоторые животные наблюдаются в данном скоплении постоянно, большая часть идентифицированных животных посещает его в течение только одного летнего сезона или с перерывом в несколько лет (Чернецкий и др., 2011). Таким образом, местонахождение части животных соловецкого скопления неизвестно, а значит вопрос о стабильности состава локального стада остается до конца не выясненным. В этой связи исследование внутрипопуляционной изменчивости акустической сигнализации беломорской белухи приобретает новое содержание, становясь ключом к понимаю внутрипопуляционной структуры этого вида, т.к. наличие/отсутствие специфики акустических репертуаров разных локальных стад может являться косвенным свидетельством стабильности/изменчивости их состава.

Первым этапом решения этого вопроса является описание вокальных репертуаров локальных стад, проведенное по единой схеме. В моногра-

фии Бельковича и Щекотова (1990) детальному анализу была подвергнута акустическая активность белух жижгинского локального стада во время поисково-охотничьего поведения. Однако в этой работе классификация акустических сигналов проводилась исключительно на основе аудиторного анализа, а анализ спектрограмм выступал лишь в качестве дополнительного этапа верификации уже созданной классификации сигналов. Значительно позже (Беликов, Белькович, 2006) начались работы по созданию объективной классификации, базирующейся на просмотре спектрограмм и классификации сигналов на основе их частотно-временных параметров. Объектом исследования при этом были белухи соловецкого локального стада в период образования ими репродуктивного скопления у мыса Белужий (о-в Большой Соловецкий). Наша работа посвящена исследованию акустической сигнализации белух другого стада, — мягостровского — пребывающего в летний сезон в районе о-вов Роганка—Голый Сосновец—Мягостров (Онежский залив). Здесь мы приводим описание только тональных сигналов (свистов), наиболее многочисленных и разнообразных в репертуаре белух. Характеризуясь достаточно простой физической структурой, они представляются весьма удобными для сравнительного анализа.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Материал для описания тональных сигналов белух мягостровского стада был собран в 2006 г. в районе о-ва Мягостров (64°23' с.ш.; 35°55' в.д.), в 2008 и 2009 гг. — в районе островов Роганка-Го-лый Сосновец (64°24' с.ш.; 35°49' в.д.), Онежский залив, Белое море. В среднем на акватории наблюдали единовременно 7-12 особей разных возрастов, максимально — 48.

Каждое место проведения работ было оборудовано стационарным наблюдательным пунктом, оснащенным подводным акустическим комплексом. Комплекс включал в себя сферический гидрофон со встроенным предусилителем, соединенным коаксиальным кабелем с блоком фантомного питания и динамиком для непрерывного прослушивания акватории. Акустические сигналы регистрировались на видеокамеру (с синхронной видеозаписью поведения животных) и ноутбук. Частота дискретизации цифровой аудиозаписи 48 кГц обеспечивала полосу пропускания сигнала в диапазоне 0.02—24 кГц. За три сезона работ собрано более 80 ч аудиозаписей, содержащих несколько десятков тысяч акустических сигналов белух.

Обработка аудиоматериала проводилась в программе Adobe Audition 1.5 (Adobe Systems) и Syrinx 2.1 (разработчик Джон Берт (John Burt), Корнель-ский университет) при следующих установочных

параметрах сонограммы: размер блока быстрого преобразования Фурье (FFT) 512 точек, весовая функция Хемминга. Из всего массива аудиозаписей отбирали тональные сигналы, или свисты, — непрерывные узкополосные звуки с гармонической структурой (Herman, Tavolga, 1980). Некоторые из них могли содержать нелинейные феномены, такие как частотные скачки, шум и боковые частоты. Последние образуются за счет амплитудной модуляции звуковой волны, из-за чего на сонограмме выше и ниже частоты основного тона на расстоянии, равном частоте амплитудной модуляции, возникают дополнительные частотные полосы.

Классификация тональных сигналов на типы проводилась на основании характера частотной модуляции с учетом их абсолютных частотно-временных параметров (Беликов, Белькович, 2006, 2006а; Belikov, Belkovich, 2007). У отобранных 687 сигналов наилучшего качества измерялись следующие параметры: длительность, начальная, конечная, минимальная и максимальная частоты основного тона, доминантная частота. Для сигналов с выраженной частотной модуляцией подсчитывались количество экстремумов, для фрагментированных сигналов — количество фрагментов. В программе Statistica 6.0 (StatSoft Inc. 1984—2001) по измеренным параметрам были вычислены средние значения.

При описании типов сигналов наравне с термином "частотная модуляция" мы, вслед за некоторыми другими исследователями акустической коммуникации китообразных (Марков, 1993; Че-чина и др., 2010), будем пользоваться понятием "частотный контур", под которым подразумевается контур частоты основного тона, отображаемый на динамической спектрограмме при указанных выше установочных параметрах.

Репертуар тональных сигналов белух мягост-ровского стада сравнили с ранее описанным (Беликов, Белькович, 2006) репертуаром соловецкого стада. Использование литературных данных не позволяет применять методы математической статистики, поэтому сравнение в данной работе носит оценочный характер.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Каталог тональных сигналов. Результаты измерения частотно-временных параметров тональных сигналов позволили разделить данную категорию сигналов на три группы. Установлено, что распределение частот тональных сигналов является бимодальным: сигналы в частотной полосе 4.5—5.5 кГц встречаются реже, чем сигналы с частотами основного тона выше или ниже границы этого диапазона. Поэтому мы разделили тональные сигналы на высокочастотные (с частотой основного тона выше 5.0 кГц) и низкочастотные

(частота основного тона ниже 5.0 кГц). Отдельно выделены "составные" сигналы, являющиеся стабильным сочетанием высоко- и низкочастотного тональных сигналов. Средняя длительность тональных сигналов варьирует от 0.08 до 1.79 с. Большая часть тональных сигналов имеет простую форму частотного контура: уплощенную, слегка изломанную или плоскую (по крайней мере, на протяжении большей части сигнала).

Высокочастотные тональные сигналы (ВЧТ) разделены на 34 типа. Их параметры даны в табл. 1, спектрограммы приведены на рис. 1 и 2. Средняя длительность ВЧТ 0.11—1.79 с, но наиболее часты сигналы длительностью 1.2—1.5 с.

Низкочастотные тональные сигналы (НЧТ) разделены на 11 типов. Внутри типа, в зависимости от степени изменчивости сигналов, выделено до 5 подтипов. Измеренные параметры типов и подтипов приведены в табл. 2, спектрограммы представлены на рис. 3, 4 и 5. В целом, НЧТ короче высокочастотных: длительность НЧТ всех типов, кроме одного (НЧТ 7), в среднем 0.5 с.

Составные тональные сигналы (СТ) представляют собой устойчивое сочетание двух следующий друг за др

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком