Außerirdische Analoga zum Wirbeltierohr?

Das Trommelfell und die Knochen sind ein Impedanzanpassungsgerät , das den Schall in der Luft an das darunter liegende Sinnesorgan, die Cochlea, weiterleitet.

Die Cochlea arbeitet mit steifen Haaren, die auf Druckwellen reagieren. Möchten Sie, dass dies anders funktioniert? Wenn das Hören unter Wasser begann, scheint das die natürlichste Entwicklung zu sein.

Die hinzugefügten Teile, damit es in Luft effizient funktioniert, könnten unterschiedlich sein. Könnte eine Coclea (primärer Sensor) so konstruiert werden, dass sie auf natürliche Weise in Luft funktioniert? Das würde den Rest des Materials, das im Grunde als Adapter dient, überflüssig machen.

Dann erhalten Sie verschiedene Anpassungen, damit der primäre Drucksensor in Luft arbeiten kann.

Ein weiterer drastischer Unterschied wäre zu überlegen, wie ein Mikrofon funktioniert. Die Cochlea führt mechanisch eine Frequenzspektrumanalyse durch. Ein Trommelfell, das eine direkte hochfrequente Abtastung seiner Auslenkung hätte, wäre völlig anders. Das Nervensignal würde eine Wellenform erhalten, die dann vom Nervensystem verarbeitet werden muss, um Merkmale zu erkennen (wenn kein Spektrum erstellt wird). Also eher wie der Sehnerv Rohdaten aufnimmt und Linien, Muster, Farbraumtransformationen usw. findet. Der Audionerv würde eine Wellenform entweder als einzelnen Punkt oder als kleines Zeitfenster nehmen, durch das sich die Welle bewegt, und die Analyse durchführen Software. Es kann möglicherweise andere Algorithmen verwenden, als wir erhalten, wenn wir von der Frequenzzerlegung ausgehen.

Eine andere Antwort (dunc123) erwähnte piezoelektrische Kristalle. Das lässt mich vermuten, dass sich ein Mikrofonsystem , wie ich oben spekuliert habe, eher aus einem früheren Mechanismus entwickelt hat, der zum Erfassen von Beschleunigung verwendet wurde (wie unsere eigenen Otolithen ), als aus so etwas wie einem Seitenliniengefühl .

Es sieht so aus, als wären steife Antennen oder Haare Ihre besten; Das am besten untersuchte Ohr wirbelloser Tiere scheint das Johnston-Organ zu sein , ein Mehrzweck-Mechanorezeptor, der in den Gelenken von Insektenananen zu finden ist. Ein größerer Organismus, der einen breiten Frequenzbereich abhören muss, benötigt möglicherweise eine Reihe unterschiedlich langer Haare.

Die Aufgabe eines Hörorgans ist es, winzige Bewegungen wahrzunehmen. Wenn wir etwas wirklich Außerirdisches wollen, müssen wir uns einen anderen Weg überlegen, um diese Bewegungen zu erkennen. Zuerst sollten wir uns ansehen, wie unsere Ohren funktionieren.

Das Wirbeltierohr ist ein sehr kompliziertes Organ. Schallwellen dringen in das Außenohr ein und bringen das Trommelfell zum Schwingen. Dadurch werden einige kleine Knochen in Schwingung versetzt, die wiederum eine Flüssigkeit in Schwingung versetzen. Die vibrierende Flüssigkeit versetzt einige Haare in Schwingung. Diese sind an Zellen befestigt, die die Schwingungen über Mechanorezeptoren wahrnehmen. Tatsächlich sind dies die empfindlichsten Mechanorezeptoren in unserem Körper. Die meisten unserer Mechanorezeptoren befinden sich in unserer Haut und tragen zu unserem Tastsinn bei. Wir spüren oft Geräusche mit unserer Haut, besonders niederfrequente.

Insekten und andere Arthropoden erkennen Geräusche mithilfe eines chordotonalen Organs, das sich an allen möglichen Stellen in ihrem Körper befinden kann. Die grundlegende Funktionsweise ist ähnlich wie bei unserem Ohr: Es verwendet Mechanorezeptoren, um Vibrationen zu erkennen.

Sowohl das Hören als auch das Berühren verwenden Mechanorezeptoren, um die Bewegungen zu erkennen, die wir Schall nennen. Wir haben jedoch einen anderen Sinn, den wir verwenden können, um Geräusche zu erkennen. Wir können Schall sehen, wenn wir zum Beispiel auf die Membran eines Lautsprechers schauen. Augen verwenden keine Mechanorezeptoren; Sie verwenden Fotorezeptoren.

Winzige Haare um die Augen des Außerirdischen würden als Reaktion auf Geräusche vibrieren. Unterschiedliche Haare können auf unterschiedliche Frequenzen reagieren. Die Augen würden die Bewegung erkennen und an das Gehirn weiterleiten. Ihre Augen müssten mindestens bifokal sein, damit sie sowohl die außergewöhnlich nahen Haare als auch Ereignisse in der Außenwelt klar wahrnehmen können. Eine Neufokussierung der kleineren Linse würde es ihr ermöglichen, auf verschiedene Bereiche von Haaren zu fokussieren, wodurch ein Bandpassfilter für das Außerirdische bereitgestellt würde.

Anstatt die vibrierenden Haare direkt zu beobachten, kann das außerirdische Auge auf die Beugungsmuster reagieren, die durch Licht verursacht werden, das durch ihre Anordnung feiner Haare scheint. Wenn sich die Haare bewegen, ändern sich auch die Muster.

Natürlich würden sie im Dunkeln nicht hören können. Zumindest nicht, bis sie ultraviolette Biolumineszenz in den feinen Augenhaaren entwickelten. Oder dahinter im Fall des Beugungsnachweisverfahrens. Dies würde verhindern, dass das Licht das Sehen in anderen Wellenlängen stört und umgekehrt.

„Diese Jugendlichen von heute scheinen nie ihre Augenknospen herauszunehmen. Meine Brut spielt ihre Musik so laut, dass ich das ganze Haus vibrieren sehen kann! Und die Menge an leuchtendem Augen-Make-up, das sie tragen …“

Geschmack und Geruch sind schwieriger zu verwenden, um den Einfluss von Schallwellen zu erkennen. Vielleicht eine Art symbiotische Bakterien, die in massiv geblähten Nasenlöchern leben. Sie würden als Reaktion auf Hochfrequenzstimulation Chemikalien abgeben. Ein Außerirdischer, der diese Methode anwendet, würde eine außergewöhnlich genaue Reaktion auf Gerüche und Geschmäcker benötigen.

Andererseits können Ablagerungen von piezoelektrischen Kristallen über dem Körper des Außerirdischen geeignete elektrische Signale erzeugen, um direkt mit ihrem Nervensystem zu kommunizieren.

Möglicherweise durch Erfassen von Resonanz auf einer Membran durch Nervensignale.

Schall sind Schwingungen in der Luft, und wenn diese Wellen auf Dinge treffen, entstehen Schwingungen.

Die menschliche Haut reagiert bis zu einem gewissen Grad empfindlich auf Geräusche, insbesondere auf niedrige Frequenzen.

Wenn die Membran der Außerirdischen von vielen Nerven durchzogen wäre, könnte sie ziemlich empfindlich auf Vibrationen bei höheren Frequenzen reagieren. Dies ähnelt dem menschlichen Trommelfell, aber jede Struktur, die darauf ausgelegt ist, Schallschwingungen zu erkennen, wird auf ähnliche Weise funktionieren, und daher ist eine parallele Entwicklung zu erwarten.