Milhões de anos de ajuste fino evolutivo tornaram os golfinhos fenomenalmente bons no uso da ecolocalização para se orientar, encontrar comida e comunicar-se uns com os outros. Mas como eles realmente fazem isso? Uma nova pesquisa da Universidade de Lund, na Suécia, mostra que eles emitem dois componentes de feixe de ultrassom entrelaçados em frequências diferentes - e com temporização ligeiramente diferente.

Este novo conhecimento nos traz um passo mais perto de resolver o quebra-cabeça. Alguns anos atrás, Josefin Starkhammar, um pesquisador em engenharia biomédica na Lund University, descobriram que os ultrassons que os golfinhos emitem para a ecolocalização não consistem em um único sinal, mas sim de dois componentes de viga entrelaçados.

Seus cálculos mais recentes agora mostram que os dois sinais não são emitidos exatamente ao mesmo tempo, embora eles sigam um ao outro muito de perto. Da mesma forma, ela descobriu que a frequência do som é mais alta na parte superior do feixe, produzindo um eco mais claro nessa área.

"As frequências altas e baixas são úteis para coisas diferentes. Sons com frequências baixas espalham-se ainda mais debaixo de água, enquanto os sons com altas frequências podem fornecer informações mais detalhadas sobre a forma do objeto, "explica Starkhammar.

Starkhammar sugere que pode haver vários benefícios para o golfinho:os componentes do sinal separados no tempo podem permitir que o animal avalie rapidamente a velocidade de aproximação ou fuga da presa, pois as variações na frequência fornecem informações mais precisas sobre a posição de um objeto. Contudo, os pesquisadores ainda não sabem se isso é, na verdade, O caso.

Josefin Starkhammar trabalhou com Maria Sandsten e Isabella Reinhold, professor e aluno de doutorado, respectivamente, em estatística matemática. Juntos, eles desenvolveram um algoritmo matemático, que foi usado para desemaranhar e ler com sucesso os sinais sobrepostos.

"Funciona quase como uma fórmula mágica! De repente, podemos ver coisas que permaneceram escondidas com os métodos tradicionais, "diz Josefin Starkhammar.

O algoritmo não só aumenta nossa compreensão da comunicação dos golfinhos, também pode abrir caminho para uma qualidade de imagem mais nítida na tecnologia de ultrassom desenvolvida por humanos, como ultrassom médico. Ele poderia ser usado para medir a espessura das membranas dos órgãos mais profundamente dentro do corpo, para os quais os métodos atuais são insuficientes.

Outra possível área de melhoria são sonares e ecossondadores, ou seja, o equipamento usado para orientação no mar para ler o ambiente submarino e rastrear cardumes de peixes.

"Aqui, poderíamos copiar o princípio de usar feixes de som cujo conteúdo de frequência muda ao longo da seção transversal. Como uma primeira etapa, vamos reconstruir nosso próprio equipamento que se baseia no princípio de eco de pulso, "diz Josefin Starkhammar.

Junto com pesquisadores em geologia de engenharia, Josefin Starkhammar também tem planos de testar a tecnologia como um substituto para testes destrutivos de estradas, por exemplo, obtendo rapidamente uma imagem da aparência de uma estrada recém-construída sob a superfície, sem a necessidade de perfurar para obter amostras.

Até os próprios golfinhos são ajudados por humanos, entendendo melhor suas capacidades de ecolocalização.

"Com maior compreensão, podemos protegê-los da atividade humana que pode causar danos, interromper ou desativar essa capacidade, como o ruído do transporte, cravação de estacas na água, explosões subaquáticas, poderosos sonares de barco e busca de petróleo no fundo do mar usando métodos acústicos, "diz Josefin Starkhammar.

Os pesquisadores ainda não sabem como o golfinho realmente envia seus dois componentes de feixe quase simultâneos.

"Na verdade, é muito estranho que o golfinho emita dois componentes de feixe diferentes, visto que vêm do mesmo órgão. Gostaríamos muito de saber como esse evento em particular acontece, "ela conclui.

Para coletar dados, Josefin Starkhammar construiu um instrumento de medição com 47 hidrofones (microfones para uso subaquático) que captam sons na água em muitas frequências diferentes sobre uma superfície inteira, por exemplo, em toda a seção transversal dos feixes de sonar dos golfinhos. Os sons dos golfinhos foram gravados no Parque de Vida Selvagem de Kolmården na Suécia e em parques de vida selvagem nas Bahamas, Honduras e Califórnia.