الملحق ج

يدرس علماء الصوتيات الحيوية الأصوات التي تصدرها الكائنات الحية. ويدرس علماء الصوتيات البيئية (يشار إليهم أحيانًا باسم علماء البيئة الصوتية) المشاهد الصوتية؛ أي جملة الأصوات الناتجة في مساحة طبيعية معينة. بدأ كلا التخصصين قبل ظهور تقنيات التسجيل الرقمي والذكاء الاصطناعي، لكن استخدامهما لهذه التقنيات سرَّع تطورهما ووسع نطاقهما. تمنحنا هذه التقنيات رؤى ونظريات استثنائية عن عوالم الكائنات غير البشرية، من خلال تسجيلها للأصوات غير البشرية وتحليلها وترجمتها. تقسِّم أجهزة الصوتيات الحيوية الذكية مهمة الإدراك الحسي والمعالجة التحليلية للصوت بين البشر وأجهزة الكمبيوتر. وهكذا بات الإصغاء إلى الطبيعة الذي يمارس منذ القدم معززًا بالحوسبة؛ فقد تحول من ممارسة بيولوجية إلى ممارسة بيولوجية رقمية.¹ ويشير المؤرخ ميكي فالي إلى أن هذه «البنية التحتية» العالمية الجديدة «لنطاق المسموعية» تحث العلماء على إعادة تصور علاقتنا بالأرض وسكانها بطرق جديدة جوهريًّا.²

استُخدِمَت تقنيات الصوتيات الحيوية والصوتيات البيئية على آلاف الأنواع والمشاهد الطبيعية، ووظِّفَت لتحقيق أغراض عديدة، منها على سبيل المثال، لا الحصر، التمييز التصنيفي بين الأنواع، والرصد والمراقبة على مستوى الجماعات لا الأفراد، وحماية الأنواع المهددة بالانقراض، ودراسات التواصل والتعلم الصوتي.³

في السنوات الأخيرة، تسارعت وتيرة دراسات الصوتيات الحيوية والصوتيات البيئية بفضل استخدام أجهزة الرصد الصوتي السلبي (PAM). تتمتع هذه الأجهزة بكفاءة استثنائية لأربعة أسباب. أولًا، تتلقى هذه الأجهزة الإشارات بكفاءة من جميع الاتجاهات (بمعنى أنها تلتقط عينات من مجال كروي ثلاثي الأبعاد)؛ مما يجعلها تلتقط بيانات أكثر من زوايا أكثر، وهو ما يفيد للغاية في الأماكن التي يصعب الوصول إليها، أو الغابات الكثيفة، أو التضاريس الوعرة.⁴ ثانيًا، تأخذ أجهزة الرصد الصوتي السلبي عيِّنات من مساحة أكبر بكثير من معظم الكاميرات (لا سيما تحت الماء)، وتعمل ليلًا ونهارًا (مما يتيح دراسة أكثر منهجية لأنماط السلوك والحركة الليلية).⁵ ثالثًا، تمكن أجهزة الرصد الصوتي السلبي العلماء من مراقبة الأنواع النشطة صوتيًّا دون إزعاجها، لا سيما في البيئات البكر. لهذا يرجح أن تعكس الدراسات القائمة على الرصد الصوتي السلبي السلوك الحقيقي للأنواع، وتكتشف الأنواع ذات النشاط الصوتي النادر أو المحدود، وتتجنب تحيُّزات طرق الرصد البصرية البشري التقليدية في أخذ العينات؛ إذ غالبًا ما تركز على المواقع التي يسهل الوصول إليها وفي فترة النهار.⁶ وفيما يتعلق ببعض المهام، مثل تقييم وجود ووفرة الأنواع، تُعد هذه المسجِّلات الرقمية أكثر دقة وشمولية من طرق الرصد البصري. رابعًا، تعد أجهزة الرصد الصوتي السلبي رخيصة نسبيًّا وسهلة الاستخدام، ولهذا يستخدمها كثير من العلماء ممن لا يعتبرون أنفسهم علماء صوتيات.

ترى مؤرختا العلم ألكسندرا سابر وكارين بيجسترفيلد أن الصوتيات الحيوية والصوتيات البيئية تدمج طرق الاستماع التركيبية والتحليلية والتفاعلية.⁷ فتقول كارين بيجسترفيلد إنه بينما تعتبر الصوتيات الحيوية في جوهرها شكلًا تحليليًّا من الاستماع، فإن الصوتيات البيئية في جوهرها مثال للاستماع التركيبي. ويعد استخدام الصوت في الدراسات القائمة على التعريض للأصوات المسجلة أو من خلال روبوتات المحاكاة الحيوية مثالًا للاستماع التفاعلي.

لماذا يسجل العلماء أصوات العالم؟ بعض علماء البيئة الصوتية يكرسون جهدهم لتسجيل تنوع أصوات الكائنات غير البشرية قبل أن يقضي عليها الانقراض الجماعي. بينما يسعى آخرون إلى اكتشاف جوانب جديدة من سلوك الحيوانات أو تواصلها. يستعرض الجدول رقم ١ بعض الأهداف الشائعة لأبحاث الصوتيات الحيوية والصوتيات البيئية المكرسة لدراسة الأنواع غير البشرية. ويقدم الجدول رقم ٢ بعض الأمثلة على تقنيات الصوتيات الحيوية والصوتيات البيئية المستخدمة للتواصل مع الأنواع الأخرى مصنفة إلى أربع فئات: الرادعات الصوتية، والإثراء الصوتي، وروبوتات المحاكاة الحيوية، والتواصل بين الأنواع.

الصوتيات الحيوية والصوتيات البيئية مجالان مستقلان عن علم الاهتزازات الحيوية، لكنهما يرتبطان به، وهو العلم الذي يدرس إنتاج وانتشار واستقبال الاهتزازات المرتبطة بالموجات الميكانيكية التي يصدرها الكائن الحي وتنتقل عبر ركيزة، سواء بقصد أو دون قصد. كان عالِم الحشرات السويدي فريج أوسيانيلسن من أوائل العلماء الذين طرحوا في الأربعينيات من القرن الماضي فرضية أن الاهتزازات التي تنتقل عبر ركيزة (في مقابل حركة جزيئات الهواء) تستخدم لنقل المعلومات بين الكائنات الحية. وخلال العقدين الماضيين أصبح مصطلح علم الاهتزازات الحيوية معترفًا به، وقدم إسهامات كبيرة في فهم عملية إنتاج الإشارات وانتقال المعلومات بين الكائنات الحية.⁸ يمكن أن تنتقل الاهتزازات عبر ركائز صلبة، مثل الأرض أو غصن شجرة أو ورقة أو ساق نبات أو عشب أو حتى عبر التربة.⁹

تتمتع أنواع عديدة، من الجنادب حتى الأفيال، بالقدرة على الإحساس بالاهتزازات التي تنتقل عبر ركيزة.¹⁰ ويبدو أن التواصل الاهتزازي سمة موجودة في الطبيعة بأكملها؛ نظام قديم لا يزال هو قناة التواصل الأساسية بين كثير من الكائنات الحية.¹¹ على سبيل المثال، استخدمت عالمة الأحياء كارين واركنتين طريقة التعريض للاهتزازات في دراساتها على ضفادع الشجر لإثبات أن أجنة ضفدع الشجر قادرة على التمييز بين الاهتزازات الناتجة عن هجمات ثعابين تقترب منها وتلك الناتجة عن الأمطار؛ فالنوع الأول يسرع قرارها بالفقس، بينما يدفعها النوع الثاني إلى البقاء دافئة داخل بيضها.¹² تنتقل هذه الاهتزازات الدقيقة إلى الأجنة عبر الأشجار نفسها في صورة ارتعاشة طفيفة في غصين أو ورقة قد لا يلحظها أغلب البشر. وينظر العلماء الآن إلى الكائنات الحية بنظرة جديدة ويكتشفون جوانب للتواصل الاهتزازي كانت غائبة عنهم. على سبيل المثال، أظهرت دراسات حديثة لرقصة التزاوج المعروفة في ذباب الفاكهة (كائن نموذجي يشيع استخدامه في الدراسات) أن الاهتزازات التي تنتقل عبر ركيزة — وليس فقط الصوت الذي ينتقل عبر الهواء — تلعب دورًا مهمًّا في جذب الإناث.¹³

تؤكد عالمة الأحياء بيجي هيل أن هذه الإشارات الاهتزازية هي في الواقع أقدم أشكال التواصل، بل أقدم حتى من الموجات الصوتية. فتقول: «قد يحتاج البشر المعاصرون إلى تغيير في نظرتهم للكون كي يدركوا أمرًا ليس جديدًا على الإطلاق بالنسبة إلى معظم الحيوانات على وجه الأرض.»¹⁴ وتذهب بيجي إلى أن بعض طرق التواصل التي كان يفترض أنها صوتية هي في الواقع اهتزازية. إن علم الاهتزازات الحيوية خارج نطاق هذا الكتاب، لكن يجدر بنا متابعة التطورات المستقبلية في هذا المجال. تقول هيل: «أصغِ وستكتشف شيئًا بديعًا!»¹⁵