¿Por qué los oídos humanos tienen un límite inferior para la señal perceptible de energía más baja que los ojos?

Preámbulo. Hay mucha ciencia mal entendida aquí y tiene más que razón al cuestionar la interpretación de los profesores de estos valores de energía; algo que las otras respuestas no discuten. El problema surge de una referencia dudosa y muchas conjeturas .

En resumen.

• La luz y el sonido no se pueden comparar energéticamente en un contexto biológico.
• Nuestros oídos probablemente no escuchen energías más bajas que las que ven nuestros ojos para evitar presas.

Ignoremos la referencia...

La referencia es de BWB , que es, por lo que puedo decir, un editor técnico federal no revisado por pares y que este es un libro de texto sobre ergonomía. Pero dada su oscuridad, ya que nunca se sometió a una revisión por pares, al no ser biológicamente científico, es seguro ignorarlo en el contexto de un tema biológico científico. El hecho de que esté en alemán tampoco ayuda.

Si alguien puede proporcionar un enlace abierto a esta referencia o corregirme, se lo agradecería. El erudito de Google no encontró más resultados que una cita.

Permítanos darle a su profesor el beneficio de la duda. Esta respuesta asume que hay valores de energía derivados para la vista y el sonido como sugirió su profesor y que los ojos perciben una energía más alta que los oídos.

¿La audición es omnidireccional para detectar la depredación?

Voy a usar el término configuración sensorial para describir que nuestros sentidos usan oídos fijos que escuchan omnidireccionalmente y ojos direccionales que miran hacia adelante.

... la audición es mucho más importante por esta razón [omnidireccional] para detectar depredadores, incluso si son silenciosos.

Desarrollemos esta hipótesis para que tenga sentido en términos prácticos.

El depredador hace un pequeño movimiento. Esto genera algo de sonido y algo de cambio en la luz. En el caso de los animales con visión de futuro, el sonido es mucho más difícil de detectar que la luz, ya que contiene menos energía. Los oídos deben compensar detectando señales de menor energía que la que necesitarían los ojos para detectar al depredador.

Antes de cuestionar la física, esta hipótesis biológica es muy difícil de tragar. Sin cita, diría que es una conjetura irrazonable.

Ejemplos que contradicen esta hipótesis:

• Los gorilas no tienen depredadores ni presas naturales, pero tienen una configuración sensorial muy similar a la nuestra que ayuda a los lazos sociales.

• Las suricatas, por otro lado, dependen de centinelas que emiten una serie de balidos después de detectar a la presa a simple vista. Otros suricatos se esconden inmediatamente al escuchar esta señal (curiosamente, esta llamada es imitada por Drongos que roban la comida del suricato que se abandona en el pánico) antes de verificar si hay un depredador presente. Los suricatos tienen una configuración sensorial similar a la nuestra.

• Hay otra megafauna como los ciervos que son presa de los grandes depredadores; depredadores que habrían puesto a humanos ancestrales en el menú. Los animales de presa parecidos a los ciervos dependen en gran medida de la vista casi omnidireccional y pueden inclinar las orejas para enfocarse en un área para escuchar a los depredadores sigilosos. Esta es la configuración sensorial "opuesta" que tiene la misma conclusión de evasión de depredadores.

Incluso esos ejemplos no exhaustivos hacen que la hipótesis sea cuestionable en el mejor de los casos .

...hay un rango en el que se producen señales "interesantes". Si las señales interesantes tienen menor energía para el sonido que para las señales visuales, el oído se adapta a este rango.

Esta respuesta también se basa en puras conjeturas, sin embargo, se alinea más con cómo podría funcionar la biología .

Es sensato decir que la evolución seleccionó animales que podían detectar ruidos y luces que, de reaccionar, salvaban la vida de los organismos para seguir propagándose. Esta hipótesis pasa por alto la idea de que el sonido y la luz también son señales energéticas comparables, lo cual es bueno (discutido a continuación).

Esta hipótesis también permite que hayan evolucionado varias morfologías según lo que sea una "señal interesante" para esa especie.

Luz vs Sonido.

Estos no son lo mismo.

El elefante en la habitación de esta pregunta es que la luz y el sonido son energías no comparables . Esto se debe a la fuente, la velocidad, la distancia, el medio, los mecanismos para recibir la energía (ojos y oídos) y, lo que es más importante, en un contexto biológico, la interpretación neuronal . Estos valores son tan abstractos que incluso si se calcula un valor de energía, no es de ninguna manera cuantitativamente comparable en organismos biológicos . Por ejemplo, una llamada de ballena subsónica realmente fuerte no es lo mismo que un pequeño cambio de hierba que un lobo separa cuando se te acerca sigilosamente. Uno es absolutamente esencial para la supervivencia, el otro es indetectable. Ambos podrían teóricamente tener la misma "energía".

Nota Las frecuencias son la parte biológicamente importante de la "energía", pero deben considerarse como dos métodos diferentes para adquirir información sensorial. La diferencia entre una llamada de apareamiento de chimpancé y una amenaza territorial es muy similar, pero por su frecuencia, y comer las deliciosas bayas rojas en comparación con las bayas azules tóxicas también se reduce a la frecuencia reflejada por ellas.

Hay poca o ninguna literatura biológica que use valores de energía como información sensorial. Esto simplemente oscurecería los aspectos físicos importantes reales de los valores de entrada sensorial .

¡Espero que haya ayudado a aclarar las cosas y discutido con precisión su insatisfacción con la hipótesis de sus profesores a pesar de que es demasiado tarde!

No puedo verificar las fuentes, pero creo que deben estimar la energía relativa de una señal de umbral de sensibilidad. No creo que a la energía de una onda de sonido se le pueda asignar un valor arbitrario de la misma forma que a un fotón... ciertamente sólo un fotón puede propagarse en el vacío...

Tanto las ondas de luz como las de sonido se dispersan menos, a medida que se propagan, si son de mayor frecuencia/energía. Entonces, en igualdad de condiciones, la luz azul se dispersa menos que la luz roja, y el ultrasonido se dispersa menos que el infrasonido. Entonces, el sonido audible es menos direccional que la luz visible, y cualquier receptor de sonido proporciona información que es menos direccional en comparación con cualquier receptor de luz. Así que, por supuesto, es bueno captar el sonido como señal de alerta, eso no significa que se haya priorizado sobre la visión a través de procesos evolutivos.

Dado que la mayor parte de la evolución de los vertebrados ocurre en el océano, donde la propagación del sonido y la luz es bastante diferente que en el medio terrestre, la conjetura del disertante probablemente sea irrelevante. Nuestros órganos de los sentidos están mucho más influenciados por su historia evolutiva que las consideraciones de la función "mejor posible" (globalmente óptima).

Tengo entendido que el ojo adaptado a la oscuridad puede percibir fotones individuales. Estos tienen un rango bien definido de energías en el espectro visible. Además, como han señalado otros, la luz es muy direccional y localizada: si no miras la fuente, no se percibirá. El sonido llega a los oídos desde todas las direcciones en todo momento. Las ondas son tan grandes que las frecuencias bajas ni siquiera pueden "encajar" dentro de una habitación típica, por lo que la dirección no tiene sentido. Tratar de definir una energía particular para ellos cuando pueden variar tanto en frecuencia como en intensidad (a diferencia de los fotones, que solo varían en frecuencia y número de ellos que inciden) probablemente no sea exacto.

Si me dijeran que dos fuerzas completamente diferentes difieren por un factor de 4, diría, "podría ser que una es en realidad más o menos que la otra, demasiado cerca para saberlo". En electrónica, los valores de los componentes pueden variar en un rango de la mitad al doble y estar dentro de las especificaciones.

En términos generales, los sentidos evolucionaron hasta el punto en que cualquier mayor sensibilidad resultaría en la percepción del ruido. Luego, razonablemente, se detuvieron. Si pudieras escuchar las moléculas de aire golpeando tus tímpanos (si los oídos fueran 10 dB más sensibles) te volverías loco. La luz no tiene esta característica de ruido, por lo que podemos ver el valor más bajo posible: un fotón.