¿Cómo podría un órgano auditivo percibir ondas sonoras con una anatomía completamente diferente a la del oído de los vertebrados (p. ej., canal, típano, huesos) con la misma eficacia?
El tímpano y los huesos son un dispositivo de adaptación de impedancia que transmite el sonido en el aire al órgano sensorial subyacente, la cóclea.
La cóclea funciona con pelos rígidos que reaccionan a las ondas de presión. ¿Quieres una forma diferente de que funcione? Si la audición comenzó bajo el agua, esa parece la evolución más natural.
Las piezas añadidas para que funcione de manera eficiente en el aire podrían ser diferentes. ¿Se podría diseñar una cóclea (sensor primario) para que funcione naturalmente en el aire? Eso eliminaría la necesidad del resto de las cosas que básicamente sirven como adaptador.
Luego obtendrá diferentes adaptaciones para permitir que el sensor de presión principal funcione en el aire.
Otra diferencia drástica sería considerar cómo funciona un micrófono. La cóclea hace mecánicamente un análisis de espectro de frecuencia. Un tímpano que tuviera un muestreo directo de alta frecuencia de su desviación sería completamente diferente. La señal nerviosa obtendría una forma de onda, que luego debe ser procesada por el sistema nervioso para notar las características (si no hace un espectro). Es más parecido a cómo el nervio óptico toma datos sin procesar y encuentra líneas, patrones, transformación del espacio de color, etc. software. Es posible que pueda usar algoritmos diferentes de los que obtenemos al comenzar con la descomposición de frecuencia.
Otra respuesta (dunc123) mencionó cristales piezoeléctricos. Eso me hace considerar que un sistema de micrófono como especulé anteriormente puede evolucionar a partir de un mecanismo anterior utilizado para detectar la aceleración (como nuestros propios otolitos ) en lugar de algo así como un sentido de línea lateral .
Parece que las antenas rígidas o los pelos son lo mejor que puedes hacer; el oído de invertebrado mejor estudiado parece ser el órgano de Johnston , un mecanorreceptor multipropósito que se encuentra en las articulaciones de las antenas de los insectos. Un organismo más grande que necesitaba escuchar un amplio rango de frecuencias podría requerir una serie de pelos de diferentes longitudes.
El trabajo de un órgano auditivo es detectar pequeños movimientos. Si queremos algo realmente extraño, debemos pensar en una forma diferente de detectar esos movimientos. Primero debemos fijarnos en cómo funcionan las orejas que tenemos.
El oído de los vertebrados es un órgano muy complicado. Las ondas de sonido ingresan al oído externo y hacen que el tímpano vibre. Esto hace que algunos huesos pequeños vibren, lo que a su vez hace que vibre un fluido. El fluido vibrante hace que algunos cabellos vibren. Estos están unidos a células que detectan las vibraciones utilizando mecanorreceptores. De hecho, estos son los mecanorreceptores más sensibles de nuestro cuerpo. La mayoría de nuestros mecanorreceptores están en nuestra piel, contribuyendo a nuestro sentido del tacto. A menudo sentimos los sonidos con la piel, especialmente los de baja frecuencia.
Los insectos y otros artrópodos detectan el sonido utilizando un órgano cordotonal que se puede ubicar en todo tipo de lugares dentro de su cuerpo. Su funcionamiento básico es similar al de nuestro oído: utiliza mecanorreceptores para detectar vibraciones.
Tanto el oído como el tacto utilizan mecanorreceptores para detectar los movimientos que llamamos sonido. Sin embargo, tenemos otro sentido que podemos usar para detectar el sonido. Podemos ver el sonido cuando, por ejemplo, miramos el cono de un altavoz. Los ojos no usan mecanorreceptores; utilizan fotorreceptores.
Los pelos diminutos que rodean los ojos del alienígena vibrarían en respuesta al sonido. Diferentes cabellos pueden responder a diferentes frecuencias. Los ojos detectarían el movimiento y lo transmitirían al cerebro. Sus ojos tendrían que ser al menos bifocales, lo que les permitiría percibir claramente tanto los cabellos excepcionalmente cercanos como los eventos que ocurren en el mundo exterior. El reenfoque de la lente más pequeña le permitiría enfocar diferentes rangos de cabellos, proporcionando un filtro de paso de banda para el alienígena.
En lugar de observar los cabellos que vibran directamente, el ojo alienígena puede responder a los patrones de difracción causados por la luz que brilla a través de su conjunto de finos cabellos. A medida que se mueven los pelos, también cambian los patrones.
Por supuesto, no podrían oír en la oscuridad. Al menos, no hasta que evolucionaron para tener bioluminiscencia ultravioleta en los finos vellos de los ojos. O detrás de ellos en el caso del método de detección por difracción. Esto evitaría que la luz interfiera con la visión en otras longitudes de onda y viceversa.
"Esos jóvenes de hoy nunca parecen sacarse los párpados. ¡Mi prole pone su música tan fuerte que puedo ver vibrar toda la casa! Y la cantidad de maquillaje brillante en los ojos que usan..."
El gusto y el olfato son más difíciles de usar para detectar la influencia de las ondas sonoras. Algún tipo de bacteria simbiótica que vive dentro de fosas nasales masivamente ensanchadas, tal vez. Emitirían sustancias químicas en respuesta a la estimulación de alta frecuencia. Un extraterrestre que utilice este método requeriría una respuesta excepcionalmente precisa a los olores y sabores.
Por otro lado, los depósitos de cristales piezoeléctricos en el cuerpo del extraterrestre pueden generar señales eléctricas adecuadas para interactuar directamente con su sistema nervioso.
Posiblemente detectando resonancia en una membrana a través de señales nerviosas.
El sonido son vibraciones en el aire, y cuando esas ondas chocan contra las cosas, se producen vibraciones.
La piel humana es sensible al sonido hasta cierto punto, especialmente a las frecuencias bajas.
Si la membrana alienígena tuviera muchos nervios atravesándola, podría ser bastante sensible a las vibraciones a frecuencias más altas. Esto es similar al tímpano humano, pero cualquier estructura diseñada para detectar vibraciones de sonido funcionará de manera similar, por lo que se espera una evolución paralela.
dunc123