Milioni di anni di perfezionamento evolutivo hanno reso i delfini straordinariamente bravi nell'usare l'ecolocalizzazione per orientarsi, trovare cibo e comunicare tra loro. Ma come lo fanno concretamente? Una nuova ricerca dell'Università di Lund in Svezia mostra che emettono due componenti del fascio di ultrasuoni intrecciati a frequenze diverse e con tempi leggermente diversi.

Questa nuova conoscenza ci avvicina di un passo alla risoluzione del puzzle. Alcuni anni fa, Josefin Starkhammar, un ricercatore in ingegneria biomedica presso l'Università di Lund, scoperto che gli ultrasuoni emessi dai delfini per l'ecolocalizzazione non consistono in un segnale, ma piuttosto di due componenti di travi intrecciate.

I suoi calcoli più recenti ora mostrano che i due segnali non vengono emessi esattamente nello stesso momento, anche se si susseguono molto da vicino. Allo stesso modo, ha scoperto che la frequenza del suono è più alta più in alto nel raggio, producendo un'eco più leggera all'interno di quell'area.

"Le alte e le basse frequenze sono utili per cose diverse. I suoni con le basse frequenze si diffondono ulteriormente sott'acqua, considerando che i suoni con alte frequenze possono fornire informazioni più dettagliate sulla forma dell'oggetto, " spiega Starkhammar.

Starkhammar suggerisce che potrebbero esserci molteplici vantaggi per il delfino:i componenti del segnale separati dal tempo possono consentire all'animale di misurare rapidamente la velocità di avvicinamento o fuga della preda, poiché le variazioni di frequenza forniscono informazioni più precise sulla posizione di un oggetto. Però, i ricercatori non sanno ancora se questo è, infatti, il caso.

Josefin Starkhammar ha lavorato con Maria Sandsten e Isabella Reinhold, rispettivamente professore e dottorando, nella statistica matematica. Insieme, hanno sviluppato un algoritmo matematico, che è stato utilizzato per districare e leggere con successo i segnali sovrapposti.

"Funziona quasi come una formula magica! All'improvviso possiamo vedere cose rimaste nascoste con i metodi tradizionali, "dice Josefin Starkhammar.

L'algoritmo non solo aumenta la nostra comprensione della comunicazione con i delfini, potrebbe anche aprire la strada a una qualità dell'immagine più nitida grazie alla tecnologia a ultrasuoni costruita dall'uomo, come l'ecografia medica. Potrebbe essere potenzialmente utilizzato per misurare lo spessore delle membrane degli organi più in profondità all'interno del corpo, per i quali i metodi attuali sono insufficienti.

Un'altra possibile area di miglioramento sono i sonar e gli ecoscandagli, ovvero l'attrezzatura utilizzata per l'orientamento in mare per leggere l'ambiente sottomarino e tracciare banchi di pesci.

"Qui potremmo copiare il principio dell'utilizzo di raggi sonori il cui contenuto di frequenza cambia sulla sezione trasversale. Come primo passo, ricostruiremo la nostra attrezzatura che si basa sul principio impulso-eco, "dice Josefin Starkhammar.

Insieme ai ricercatori in geologia ingegneristica, Josefin Starkhammar ha anche in programma di provare la tecnologia in sostituzione dei test distruttivi delle strade, per esempio ottenendo rapidamente un'immagine di come appare una strada di nuova costruzione sotto la superficie senza bisogno di perforare per i campioni.

Anche i delfini stessi sono aiutati dagli esseri umani a comprendere meglio le loro capacità di ecolocalizzazione.

"Con una maggiore comprensione, possiamo proteggerli da attività umane che potrebbero danneggiare, interrompere o disabilitare questa capacità, come il rumore della spedizione, battipalo in acqua, sabbiatura subacquea, potenti sonar per barche e ricerca di petrolio sotto il fondo del mare con metodi acustici, "dice Josefin Starkhammar.

I ricercatori non sanno ancora come il delfino emette effettivamente i suoi due componenti del raggio quasi simultanei.

"Infatti, è abbastanza strano che il delfino emetta due differenti componenti del raggio, in quanto provengono dallo stesso organo. Ci piacerebbe molto scoprire come nasce questo particolare evento, "conclude.

Per raccogliere dati, Josefin Starkhammar ha costruito uno strumento di misura con 47 idrofoni (microfoni per uso subacqueo) che catturano i suoni nell'acqua in molte frequenze diverse su un'intera superficie, per esempio su tutta la sezione trasversale dei fasci sonar dei delfini. I suoni dei delfini sono stati registrati nel Kolmården Wildlife Park in Svezia e nei parchi naturali delle Bahamas, Honduras e California.