Всички знаят, че прилепите и делфините излъчват ултразвук. Защо е необходимо това и как работи? Нека видим какво е ехолокация и как помага на животните и дори на хората.
Какво е ехолокация
Ехолокация, наричана още биосонар, е биологичен сонар, използван от няколко животински вида. Ехолокиращите животни излъчват сигнали в околната среда и слушат ехото на тези повиквания, които се връщат от различни обекти в близост до тях. Те използват тези ехо за намиране и идентифициране на обекти. Ехолокацията се използва за навигация и за търсене на храна (или лов) в различни среди.
Принцип на работа
Ехолокацията е същата като активния сонар, който използва звуци, произведени от самото животно. Диапазонът се извършва чрез измерване на времето закъснение между собственото звуково излъчване на животното и всяко ехо, връщащо се от околната среда.
За разлика от някои създадени от човека сонари, които разчитат на изключително тесни лъчи и множество приемници за локализиране на цел, ехолокацията на животните се основава на един предавател и дваприемници (уши). Ехото, връщащо се към двете уши, пристига по различно време и на различни нива на силата на звука, в зависимост от позицията на обекта, който ги генерира. Разликите във времето и обема се използват от животните, за да възприемат разстоянието и посоката. С ехолокация прилеп или друго животно може да види не само разстоянието до обект, но и неговия размер, какъв вид животно е и други характеристики.
Прилепи
Прилепите използват ехолокация, за да се движат и да се хранят, често в пълен мрак. Те обикновено излизат от убежищата си в пещери, тавани или дървета привечер и ловуват насекоми. Благодарение на ехолокацията прилепите са в много изгодна позиция: те ловуват през нощта, когато има много насекоми, има по-малко конкуренция за храна и има по-малко видове, които могат да плячкосват самите прилепи.
Прилепите генерират ултразвук през ларинкса си и излъчват звук през отворената си уста или, много по-рядко, през носа. Те излъчват звук в диапазона от 14 000 до над 100 000 Hz, предимно извън човешкото ухо (типичният обхват на човешкия слух е от 20 Hz до 20 000 Hz). Прилепите могат да измерват движението на целите чрез интерпретиране на ехо модели от специален участък от кожата във външното ухо.
Определени видове прилепи използват ехолокация в определени честотни ленти, които съответстват на техните условия на живот и видове плячка. Това понякога се използва от изследователите за идентифициране на видовете прилепи, които обитават района. Те простозаписваха сигналите си с помощта на ултразвукови рекордери, известни като детектори за прилепи. През последните години изследователи от няколко страни разработиха библиотеки за повикване на прилепи, които съдържат записи за местни видове.
Морски животни
Biosonar е ценен за подразреда на зъбите китове, който включва делфини, морски свине, косатки и кашалоти. Те живеят в подводно местообитание, което има благоприятни акустични характеристики и където зрението е изключително ограничено поради мътността на водата.
Най-значимите първи резултати в описанието на ехолокацията на делфините са постигнати от Уилям Шевил и съпругата му Барбара Лорънс-Шевил. Те се занимаваха с хранене на делфини и веднъж забелязаха, че безпогрешно намират парчета риба, които безшумно паднаха във водата. Това откритие е последвано от редица други експерименти. Досега е установено, че делфините използват честоти, вариращи от 150 до 150 000 Hz.
Ехолокацията на сините китове е много по-малко проучена. Засега се правят само предположения, че „песните“на китовете са начин за навигация и общуване с роднини. Това знание се използва за преброяване на популацията и за проследяване на миграциите на тези морски животни.
Гризачи
Ясно е какво представлява ехолокацията при морските животни и прилепите и защо се нуждаят от нея. Но защо гризачите се нуждаят от него? Единствените сухоземни бозайници, способни на ехолокация, са двата рода землеройки, тейреките от Мадагаскар, плъховете и кремъчните зъби. Те излъчват серия от ултразвукови скърцания. Те не съдържат ревербериращи ехолокационни реакции и изглежда се използват за проста пространствена ориентация на близко разстояние. За разлика от прилепите, землеройки използват ехолокация само за изучаване на местообитания на плячка, а не за лов. С изключение на големи и следователно силно отразяващи обекти (като голям камък или ствол на дърво), те вероятно не са способни да разгадаят ехо сцени.
Най-талантливите търсещи сонари
Освен изброените животни има и други, способни на ехолокация. Това са някои видове птици и тюлени, но най-сложните ехолоти са риби и миноги. Преди това учените смятаха прилепите за най-способните, но през последните десетилетия стана ясно, че това не е така. Въздушната среда не е благоприятна за ехолокация – за разлика от водата, в която звукът се разминава пет пъти по-бързо. Рибният сонар е органът на страничната линия, който възприема вибрациите на околната среда. Използва се както за навигация, така и за лов. Някои видове също имат електрорецептори, които улавят електрически вибрации. Какво е ехолокация на риба? Често е синоним на оцеляване. Тя обяснява как слепите риби могат да доживеят до дълбока старост, без да имат нужда от зрение.
Ехолокацията при животни помогна да се обяснят подобни способности при хора с увредено зрение и слепи хора. Те се движат в пространството с помощта на щракащи звуци, които издават. Учените казват, че такива кратки звуци излъчват вълни, коитоможе да се сравни със светлината на фенерче. В момента има твърде малко данни, за да се развие тази посока, тъй като способният сонар сред хората е рядкост.
