Perception des infrasons

La production et la perception des infrasons ont été observées chez plusieurs mammifères, notamment la baleine, l’éléphant, la girafe, l’hippopotame et le rhinocéros. Pour la plupart de ces animaux, les observations sont préliminaires et leur sensibilité aux infrasons n’a pas été quantifiée. Si un animal produit un son de basse fréquence et l’utilise en communication, cela suggère que l’animal pourrait également être sensible aux infrasons.

Éléphantsmodifier

Les éléphants sont l’animal terrestre chez lequel la production d’appels infrasoniques a été notée pour la première fois par M. Krishnan, plus tard découvert par Katy Payne. L’utilisation de sons de basse fréquence pour communiquer sur de longues distances peut expliquer certains comportements d’éléphants qui ont déjà intrigué les observateurs. Des groupes d’éléphants séparés de plusieurs kilomètres ont été observés pour se déplacer en parallèle ou changer de direction simultanément et se rapprocher directement les uns des autres afin de se rencontrer. Le temps de l’oestrus pour les femmes est asynchrone, ne dure que quelques jours et ne se produit que tous les plusieurs années. Néanmoins, les mâles, qui se séparent généralement des groupes féminins, se rassemblent rapidement dans de nombreuses directions pour se disputer une femelle réceptive. Étant donné que les infrasons peuvent voyager sur de très longues distances, il a été suggéré que les appels dans la gamme des infrasons pourraient être importants pour la communication à longue distance pour de tels comportements coordonnés entre les éléphants séparés.

Production et perception d’infrasonsmodifier

Les enregistrements et les expériences de lecture montrent que les éléphants utilisent les composantes infrasonores de leurs appels à la communication. Des vocalisations infrasoniques ont été enregistrées chez des éléphants captifs dans de nombreuses situations différentes. La structure des appels varie considérablement mais la plupart d’entre eux varient en fréquence de 14 à 24 Hz, avec des durées de 10 à 15 secondes. Lorsque l’éléphant le plus proche est à 5 m du microphone, les niveaux de pression acoustique enregistrés peuvent être de 85 à 90 dB SPL. Certains de ces appels sont complètement inaudibles pour l’homme, tandis que d’autres ont des composantes audibles qui sont probablement dues à des harmoniques de fréquence plus élevées inférieures aux fondamentaux de 20 Hz. Parfois, les vocalisations provoquent des grondements perceptibles qui s’accompagnent d’un flottement de la peau sur le front de l’éléphant appelant où le passage nasal pénètre dans le crâne. Ce flottement peut également se produire sans provoquer de son perceptible, suggérant la production d’un appel purement infrasonique. Le mécanisme de production d’appels infrasoniques chez les éléphants n’a pas été déterminé.

Des expériences de lecture utilisant des vocalisations d’éléphants préenregistrées montrent que les éléphants peuvent percevoir les infrasons et comment ils réagissent à ces stimuli. Dans les expériences de lecture, certains comportements qui se produisent généralement après les vocalisations sont notés avant et après la lecture d’un appel. Ces comportements incluent le levage et le raidissement des oreilles, la vocalisation, la marche ou la course vers le haut-parleur caché, le regroupement en groupe serré et le maintien immobile (« gel »), avec des mouvements de balayage occasionnels de la tête. L’apparition de tels comportements augmente régulièrement après la lecture d’un appel, qu’il s’agisse d’une lecture à pleine bande passante ou d’une lecture dans laquelle la majeure partie de l’énergie supérieure à 25 Hz a été filtrée. Ce filtrage montre que les informations comportementales significatives de l’appel sont contenues dans la gamme infrasonore, et il simule également l’effet d’une atténuation dépendante de la fréquence sur la distance telle qu’elle pourrait se produire dans la nature. Les réponses comportementales n’augmentent pas pour les stimuli sonores purs qui sont similaires aux appels infrasoniques enregistrés en fréquence et en intensité. Cela montre que les réponses sont spécifiquement à des signaux qui étaient significatifs pour les éléphants.

L’utilisation de lectures préenregistrées et de notation comportementale montre également que les appels infrasoniques d’éléphants sont comportementalement significatifs sur de longues distances. Le degré de comportements de réponse effectués par un groupe d’éléphants, tels que le levage des oreilles, la marche vers les haut-parleurs, le « gel » ou les mouvements de balayage, a été comparé visuellement avant et après la présentation d’un stimulus, marquant un essai comme une réponse positive si la quantité de comportements est plus grande après le stimulus. Dans une expérience particulière réalisée sur des éléphants vivant à l’état sauvage, la présentation de lectures pendant 20 à 40 secondes à partir de haut-parleurs à des distances de 1,2 km et 2 km a provoqué une augmentation significative des comportements de réponse. Étant donné que les lectures ont été effectuées à la moitié de l’amplitude à laquelle elles ont été enregistrées, on estime que ces appels seraient perceptibles par les éléphants à des distances d’au moins 4 km, Même si cela peut être une sous-estimation car les animaux ne répondent pas à chaque fois qu’ils perçoivent un appel conspécifique, et ils sont probablement moins susceptibles de répondre à des appels de plus loin même s’ils les perçoivent.

Certains facteurs de confusion pourraient influencer les résultats de ce type d’expérience. Premièrement, les animaux pourraient en fait être plus sensibles que les expériences ne l’indiqueraient en raison de l’habituation des animaux aux stimuli de lecture après plusieurs répétitions d’essai. Pour éviter cela, les chercheurs présentent plusieurs types de lectures dans un ordre aléatoire. Un autre problème qui pourrait se poser dans l’interprétation des expériences de terrain effectuées sur des groupes d’animaux est que les animaux peuvent répondre aux signaux d’autres éléphants du groupe plutôt qu’au stimulus de lecture. Cependant, on suppose qu’au moins un animal du groupe a perçu et répondu directement au stimulus.

Sensibilité aux infrasonsmodifier

Les seuils de sensibilité auditive ont été mesurés de manière comportementale pour une jeune femelle éléphant indien. Le test de conditionnement de la sensibilité exige que l’éléphant réponde à un stimulus en appuyant sur un bouton avec son tronc, ce qui entraîne une récompense en eau sucrée si l’éléphant a correctement identifié l’occurrence de stimulus appropriée. Pour déterminer les seuils de sensibilité auditive, une certaine fréquence sonore est présentée à différentes intensités pour voir à quelle intensité le stimulus cesse d’évoquer une réponse. La courbe de sensibilité auditive de cet éléphant particulier a commencé à 16 Hz avec un seuil de 65 dB. Une pente faible a diminué jusqu’à la meilleure réponse à 1 kHz avec un seuil de 8 dB, suivie d’une augmentation abrupte du seuil au-dessus de 4 kHz. Selon la coupure de 60 dB, la limite supérieure était de 10,5 kHz avec absolument aucune réponse détectable à 14 kHz. La limite supérieure pour les humains est considérée comme étant de 18 kHz. Les limites supérieure et inférieure de l’audition des éléphants sont les plus basses mesurées pour tous les animaux mis à part le pigeon. En revanche, la meilleure fréquence moyenne pour l’audition des animaux est de 9.8 kHz, la limite supérieure moyenne est de 55 kHz.

La capacité de différencier les fréquences de deux tons successifs a également été testée pour cet éléphant en utilisant un paradigme de conditionnement similaire. Les réponses de l’éléphant étaient quelque peu erratiques, ce qui est typique pour les mammifères dans ce test. Néanmoins, la capacité de discriminer les sons était meilleure aux fréquences inférieures à 1 kHz, en particulier aux mesures de 500 Hz et 250 Hz.

Des tests de capacité à localiser les sons ont également montré l’importance de la perception sonore à basse fréquence chez les éléphants. La localisation a été testée en observant l’orientation réussie vers les haut-parleurs sources gauche ou droite lorsqu’ils étaient positionnés à des angles différents de la tête de l’éléphant. L’éléphant pourrait mieux localiser les sons à une fréquence inférieure à 1 kHz, avec une identification parfaite du haut-parleur gauche ou droit à des angles de 20 degrés ou plus, et des discriminations de niveau de chance inférieures à 2 degrés. La capacité de localisation du son a été mesurée comme étant la meilleure à 125 Hz et 250 Hz, intermédiaire à 500 Hz, 1 kHz et 2 kHz, et très médiocre à des fréquences de 4 kHz et plus. Une raison possible à cela est que les éléphants sont très bons à utiliser les différences de phase interaurales qui sont efficaces pour localiser les sons de basse fréquence, mais pas aussi bons à utiliser les différences d’intensité interaurales qui sont meilleures pour les sons de plus haute fréquence. En raison de la taille de la tête de l’éléphant et de la grande distance entre leurs oreilles, les signaux de différence interaurale deviennent confus lorsque les longueurs d’onde sont plus courtes, ce qui explique pourquoi la localisation du son était très mauvaise à des fréquences supérieures à 4 kHz. Il a été observé que l’éléphant ne répandait le pinna de ses oreilles que lors des tâches de localisation du son, mais l’effet précis de ce comportement est inconnu.

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