Investigation of the ability of gray seals to differentiate composite audio signals

Abstract

Technogenic noise pollution of the seas and oceans has a significant impact on the physiology and behavior of marine mammals. The ability of gray seals to memorize and differentiate complex acoustic signals with similar amplitude-frequency characteristics has been analyzed while studying this impact. The experiment consisted of three stages. At the first stage, the seals were trained to press the pedal only when a certain sound signal was given. At the second stage, the second sound signal was added, in frequency characteristics significantly different from the reinforced signal. At the third stage, the third sound signal was added close in frequency characteristics to the supported one. At each stage, 12 experiments were conducted, the number of stimulus presentations was not limited, the experiment was considered complete when the seal made 20 correct choices. The sound stimuli used were sound recordings of diesel engines at idle. The experiment was conducted in the MMBI aquacomplex located in the Kola Bay (the town of Polyarny). The experimental animals were 4 species of the gray seal (Halichoerus grypus Fabricius, 1791) of different ages: seals No. 1 and No. 2 – 12-year-old females, seal No. 3 – 2-year-old female, seal No. 4 – 2-year old male. During the experiment, it has been shown that the reproduced sound of a diesel engine at a sound pressure level of 60–70 dB is a perceived sound stimulus for gray seals. At the first demonstration of a sound stimulus in seals, behavior characteristic of the reaction to avoid a new unknown stimulus has been noted, and no further reaction has been observed in the experimental seals. Later on, the seals have managed to develop a stable differentiating conditioned reflex to a given sound stimulus, which all the investigated seals have reliably distinguished from similar stimuli. It has been found that the time of onset of the response to an external stimulus presented is of an individual character in gray seals

Техногенное шумовое загрязнение морей и океанов оказывает значительное воздействие на физиологию и поведение морских млекопитающих. В ходе исследования данного воздействия были проанализированы способности серых тюленей запоминать и дифференцировать схожие по амплитудно-частотным характеристикам сложносоставные звуковые сигналы. Экспериментальная работа включала три этапа: 1) обучение тюленей нажимать на педаль только при подаче определенного звукового сигнала; 2) тренировки при добавлении второго звукового сигнала, по частотным характеристикам значительно отличающегося от подкрепляемого сигнала; 3) занятия при добавлении третьего звукового сигнала, по частотным характеристикам близкого к подкрепляемому. На каждом этапе проводилось по 12 опытов; количество предъявлений стимулов было не ограничено; опыт считался завершенным, когда тюлень осуществлял 20 правильных выборов. В качестве звуковых стимулов использовались звукозаписи работы дизельных двигателей на холостом ходу. Эксперимент проводился в условиях аквакомплекса Мурманского морского биологического института, расположенного в акватории Кольского залива (г. Полярный). Подопытными животными являлись четыре особи серого тюленя (Halichoerus grypus Fabricius, 1791) разных возрастов: две 12-летние самки, двухлетние самка и самец. В ходе эксперимента было показано, что воспроизведенный звук работы дизельного двигателя при уровне звукового давления 60–70 дБ является для серых тюленей воспринимаемым звуковым стимулом. При первой демонстрации звукового раздражителя отмечалось поведение тюленей, характерное для реакции избегания нового неизвестного стимула, в дальнейшем такая реакция у подопытных тюленей не фиксировалась, а также наблюдалось появление стойкого дифференцировочного условного рефлекса на заданный звуковой раздражитель (все исследуемые тюлени достоверно отличали его от схожих раздражителей). Полученные данные свидетельствуют о том, что время возникновения ответной реакции на предъявляемый внешний стимул зависит от индивидуальных особенностей серых тюленей..