Kulak ve işitme
Kulak ve işitme, Omurgalılarda işitme ve denge organı olan kulak, havadaki ses dalgalarını beyne iletilen sinir akılarına dönüştürür; bu akılar beyinde yalnızca titreşimler olarak değil, ses olarak yorumlanır. Kulağın en içte yer alan kesimi, içinde yarım daire biçimi kanallar bulunan, "dalız (koklea) sistemi" adı verilen sistem aracılığıyla biyolojik dengeyi sürdürür: Başın ya da bedenin konumundaki herhangi bir değişiklikte, bu sistemin beyne sinir akılan göndermesiyle, normal konumu yeniden sağlayan kas kasılmaları uyarılır. Evrim boyunca kulak, önce denge organı olarak gelişmiştir ve dalız sistemi, temelde bütün omurgalılarda birbirinin benzeridir; işitme yapılarıysa, daha sonra, üstün yapılı omurgalılarda gelişmiştir.
Birçok omurgasız hayvanda da, kulakların yerine, işitme ve denge için özelleşmiş duyu organları bulunur. Sözgelimi, cırcırböceklerinin ve örümceklerin ayaklarında ses çıkaran levhaları andıran zarlar vardır. Pulkanatlıların bedeninde de, yarasaların saldırısına karşı bir uyarı sistemi işlevi gördüğü sanılan buna benzer ilkel bir kulak bulunur.
KULAĞIN YAPISI
İnsanda ve öbür memelilerde kulak üç bölümden oluşur: Dışkulak; ortakulak: içkulak. Dışkulak ya da kulak kepçesi genellikle kulak denince akla gelen yapıdır. Başın yanında (her iki yanında) dışarı doğru uzanan ve ve sesi ortakulağa doğru yönelten deriyle kaplı esnek iki kıkırdak levhadan oluşur. Ortakulak, kulak zarını içeren ve östaki borusuyla yutağa bağlanan, bunun sonucu olarak kulak zarının iki yanındaki (dışkulak ve ortakulaktaki) basıncı dengeleyen hava dolu bir odadır. İçkulak'ta işitmeye yarayan duyum alıcıları, "kulak salyangozu" adı verilen sıvı dolu bir odacığın içinde yeralırlar. Ortakulak ve dışkulak yalnızca ses dalgalarını alarak yükseltmeye yararlar ve yalnızca ikiyaşayışlılar ile memelilerde görülürler. İçkulaksa, bütün omurgalılarda vardır.
Balıkta, içkulak öncelikle bir denge organıdır ve kulak salyangozunu içermez; ayrıca, balıkta dışkulak ve ortakulak yoktur. İkiyaşayışlılarda bir ortakulak boşluğu bulunur; ortakulağı dıştan ayıran ince bir zar, kulak zarı işlevi görür. Dışkulak (kulakkepçe) yalnızca memelilerde vardır. Kuşlarda ve sürüngenlerde, kulak zarı, baş yüzeyinin altındaki bir girinti (dışkulak yolu) içinde olabilir.
KULAĞIN EVRİMİ
İçkulağın evrimsel kökeni bilinmemekte, bununla birlikte, balığın "yan (ya da yanal) çizgi sistemi" adı verilen oluşumdan geliştiği sanılmaktadır. Söz konusu sistem, başta ve yanlarda bir dizi oluktan oluşur; oluklardaki özelleşmiş kıl hücresi demetleri, suyun hareketiyle oluşan basınca duyarlı olmalarına karşılık, anladığımız anlamda "sese" duyarlı değillerdir. İçkulağın kıllı duyu hücrelerinin, sıvıların hareketine duyarlı kıl hücrelerinin uyarlanmast sonucu ortaya çıktıkları düşünülmektedir. Ortakulak ve östaki borusu, balığın solunum aygıtından, çeşitli içkulak yapıları da balığın çenesinden evrimleşmiştir. İkiyaşayışlılardaki dalız aygıtının küçük bir çıkıntısı, memelilerde kulak salyangozu haline gelmiştir.
İŞİTME
Sesin, insan kulağı tarafından saptanabilen özellikleri ses hacmi, ses perdesi ve tınısıdır. Sesin hacmi genellikle ses dalgasının genliğine (ya da şiddetine) dayanır; genlik ne kadar yüksek olursa, ses o kadar kuvvetli olur. Sesin perdesi, ses dalgasının sıklığıyla (ya da frekansıyla) yani belirli bir noktadan birim zamanda geçen dalga sayısıyla ilgilidir; frekans ne kadar yüksek olursa, ses perdesi de o kadar tiz olur. Sesin tınısı (ya da niteliği), hacminden ya da perdesinden daha karmaşık bir niteliktir. Sözgelimi, bir obua ve bir keman aynı notayı çaldıkları zaman, sesin niteliğindeki değişiklikler (yani tınılar), uyumlu seslerin (frekans birleşimlerinin) sayısına ve cinsine dayanır.
İnsan saniyede yaklaşık 30 -21 000 dalga (ya da Hertz, kısaltması Hz) arasındaki frekansları duyabilir. 30 000 Hz üreten bir düdük, insanlar tarafından duyulmamasına karşılık, köpekler tarafından işitilebilir. Bazı yarasalar sesötesi eriminde, yaklaşık 100 000 Hz'lik sesler üretebilir ve işitebilirler ve bu yeteneklerini, "yankıyla yön bulma" diye adlandırılan son derece gelişmiş yön bulma sistemlerinde kullanırlar.
Deneyler, insanın ve öbür üstün yapılı omurgalıların aşağı yukarı aynı biçimde işittiklerini ortaya koymuştur.
Kulak, havadan titreşimleri alarak kulak salyangozu içindeki sıvıya iletmeye uyumludur. Sesler dışkulak yolundan aşağı ilerleyerek, kulakzarının titreşmesine neden olurlar. Titreşimler, biçimlerinden ötürü "çekiçkemik", "örs kemiği" ve "üzengi kemiği" adları verilen ortakulaktaki kemikçikler dizisinden geçerler. Üzengi kemiği salyangozun kemik çeperi içindeki zarla kaplı bir deliğe (oval pencereye) dayanır ve titreşimleri kulak salyangozu içindeki sıvılara taşır. Titreşimler, salyangoz boyunca uzanan bir zar (temel zar) üstünde dalgalar oluşturur.
Gerçek ses alıcıları, Corti organı içinde temel zar boyunca yayılmış durumda bulunan binlerce özelleşmiş kıl hücresidir. Kılların biçimlerinin değişmesi, elektrik akılan başlatmalarına yol açar; bu acılar işitme siniri aracılığıyla beyne taşınır. Sesin perdesini tanıma yeteneği, düşük frekansla uyarılan hücrelerin kulak salyangozunun tepesinde bulunmasına, yüksek frekansla uyarılan hücrelerinse kulak salyangozunun tabanında bulunmalarına dayanır. Her bölgeden temel zara gelen sinir akıları, beynin birbirinden biraz farklı bölgelerine dağıtılır; ses perdesinin duyumu, beynin uyarıldığı alana bağlıdır.
Yüksek sesler, kıl hücrelerinin daha şiddetle uyarılmasına neden olur ve birim zamanda beyne daha çok sayıda sinir akışı iletilmesine yolaçarlar. Bu artmış iletim, "ses yüksekliği" olarak algılanır.