Wszyscy wiedzą, że nietoperze i delfiny emitują ultradźwięki. Dlaczego jest to potrzebne i jak to działa? Zobaczmy, czym jest echolokacja i jak pomaga zwierzętom, a nawet ludziom.
Co to jest echolokacja
Echolokacja, zwana także biosonarem, to biologiczny sonar używany przez kilka gatunków zwierząt. Echolokujące zwierzęta emitują sygnały do otoczenia i nasłuchują echa tych wezwań, które są zwracane z różnych obiektów znajdujących się w ich pobliżu. Wykorzystują te echa do znajdowania i identyfikowania obiektów. Echolokacja jest wykorzystywana do nawigacji i poszukiwania (lub polowania) w różnych środowiskach.
Zasada działania
Echolokacja działa tak samo, jak aktywny sonar, który wykorzystuje dźwięki wydawane przez samo zwierzę. Namierzanie odbywa się poprzez pomiar opóźnienia czasowego między emisją własnego dźwięku zwierzęcia a wszelkimi echami powracającymi z otoczenia.
W przeciwieństwie do niektórych sonarów stworzonych przez człowieka, które do lokalizowania celu wykorzystują wyjątkowo wąskie wiązki i wiele odbiorników, echolokacja zwierząt opiera się na jednym nadajniku i dwóchodbiorniki (uszy). Echa powracające do dwojga uszu docierają w różnym czasie i na różnych poziomach głośności, w zależności od położenia generującego je obiektu. Różnice w czasie i objętości są wykorzystywane przez zwierzęta do postrzegania odległości i kierunku. Dzięki echolokacji nietoperz lub inne zwierzę może zobaczyć nie tylko odległość od obiektu, ale także jego wielkość, rodzaj zwierzęcia i inne cechy.
Nietoperze
Nietoperze używają echolokacji do nawigacji i żerowania, często w całkowitej ciemności. Zwykle o zmierzchu wychodzą ze swoich kryjówek w jaskiniach, na strychach lub na drzewach i polują na owady. Dzięki echolokacji nietoperze znajdują się w bardzo korzystnej sytuacji: polują w nocy, kiedy jest dużo owadów, jest mniejsza konkurencja o pokarm i mniej jest gatunków, które same mogą polować na nietoperze.
Nietoperze generują ultradźwięki przez krtań i emitują dźwięk przez otwarte usta lub, znacznie rzadziej, przez nos. Emitują dźwięk o częstotliwości od 14 000 do ponad 100 000 Hz, głównie poza ludzkim uchem (typowy zakres słuchu człowieka to 20 Hz do 20 000 Hz). Nietoperze mogą mierzyć ruch celów, interpretując wzorce echa ze specjalnego skrawka skóry w uchu zewnętrznym.
Niektóre gatunki nietoperzy wykorzystują echolokację w określonych pasmach częstotliwości, które odpowiadają ich warunkom życia i rodzajom ofiar. To było czasami wykorzystywane przez naukowców do identyfikacji gatunków nietoperzy zamieszkujących ten obszar. Oni po prosturejestrowali swoje sygnały za pomocą rejestratorów ultradźwiękowych znanych jako detektory nietoperzy. W ostatnich latach naukowcy z kilku krajów opracowali biblioteki połączeń nietoperzy, które zawierają zapisy gatunków rodzimych.
Zwierzęta morskie
Biosonar jest cenny dla podrzędu zębowców, który obejmuje delfiny, morświny, orki i kaszaloty. Żyją w środowisku podwodnym o korzystnych właściwościach akustycznych, gdzie widzenie jest bardzo ograniczone ze względu na zmętnienie wody.
Najważniejsze pierwsze wyniki w opisie echolokacji delfinów osiągnęli William Shevill i jego żona Barbara Lawrence-Shevill. Zajmowali się karmieniem delfinów i raz zauważyli, że bez wątpienia znajdują kawałki ryb, które cicho wpadły do wody. Po tym odkryciu przeprowadzono szereg innych eksperymentów. Jak dotąd stwierdzono, że delfiny używają częstotliwości w zakresie od 150 do 150 000 Hz.
Echolokacja płetwali błękitnych jest znacznie mniej zbadana. Jak dotąd przyjmuje się jedynie założenia, że „pieśni” wielorybów są sposobem nawigacji i komunikacji z bliskimi. Ta wiedza jest wykorzystywana do liczenia populacji i śledzenia migracji tych zwierząt morskich.
Gryzonie
Jest jasne, czym jest echolokacja u zwierząt morskich i nietoperzy i dlaczego jej potrzebują. Ale dlaczego gryzonie tego potrzebują? Jedynymi ssakami lądowymi zdolnymi do echolokacji są dwa rodzaje ryjówek, teireki z Madagaskaru, szczury i krzemienne zęby. Emitują serię ultradźwiękowych pisków. Nie zawierają one pogłosowych odpowiedzi echolokacyjnych i wydają się być wykorzystywane do prostej orientacji przestrzennej z bliskiej odległości. W przeciwieństwie do nietoperzy ryjówki wykorzystują echolokację tylko do badania siedlisk ofiar, a nie do polowań. Z wyjątkiem dużych, a tym samym silnie odbijających światło obiektów (takich jak duży kamień lub pień drzewa), prawdopodobnie nie są one w stanie rozwikłać scen echa.
Najbardziej Utalentowane Wyszukiwarki Sonar
Oprócz wymienionych zwierząt istnieją inne zdolne do echolokacji. Są to niektóre gatunki ptaków i fok, ale najbardziej wyrafinowanymi echosondami są ryby i minogi. Wcześniej naukowcy uważali nietoperze za najbardziej zdolne, ale w ostatnich dziesięcioleciach stało się jasne, że tak nie jest. Środowisko powietrza nie sprzyja echolokacji – w przeciwieństwie do wody, w której dźwięk rozchodzi się pięć razy szybciej. Sonar ryby jest organem linii bocznej, który odbiera wibracje otoczenia. Używany zarówno do nawigacji, jak i polowania. Niektóre gatunki mają również elektroreceptory, które wychwytują wibracje elektryczne. Co to jest echolokacja ryb? Często jest synonimem przetrwania. Wyjaśnia, jak ślepe ryby mogą dożyć późnej starości bez potrzeby widzenia.
Echolokacja u zwierząt pomogła wyjaśnić podobne zdolności u osób niedowidzących i niewidomych. Poruszają się w przestrzeni za pomocą wydawanych przez siebie dźwięków klikania. Naukowcy twierdzą, że tak krótkie dźwięki emitują fale, które:można porównać do światła latarki. W tej chwili jest zbyt mało danych, aby rozwinąć ten kierunek, ponieważ sprawny sonar wśród ludzi to rzadkość.
