Visi žino, kad šikšnosparniai ir delfinai skleidžia ultragarsą. Kodėl tai reikalinga ir kaip tai veikia? Pažiūrėkime, kas yra echolokacija ir kaip ji padeda gyvūnams ir net žmonėms.
Kas yra echolokacija
Echolokacija, dar vadinama biosonaru, yra biologinis sonaras, naudojamas kelių gyvūnų rūšių. Echolokuojantys gyvūnai skleidžia signalus į aplinką ir klausosi tų skambučių aidų, kurie grįžta iš įvairių šalia jų esančių objektų. Jie naudoja šiuos aidus objektams surasti ir identifikuoti. Echolokacija naudojama navigacijai ir maisto paieškai (arba medžioklei) įvairiose aplinkose.
Veikimo principas
Echolokacija yra tas pats, kas aktyvus sonaras, kuris naudoja paties gyvūno skleidžiamus garsus. Atstumas nustatomas matuojant laiko delsą tarp paties gyvūno garso ir bet kokio aido, grįžtančio iš aplinkos.
Skirtingai nuo kai kurių žmogaus sukurtų sonarų, kurie naudojasi itin siaurais spinduliais ir keliais imtuvais, kad nustatytų taikinio vietą, gyvūnų echolokacija pagrįsta vienu siųstuvu ir dviemimtuvai (ausys). Į abi ausis grįžtantys aidai ateina skirtingu laiku ir skirtingu garsumo lygiu, priklausomai nuo juos generuojančio objekto padėties. Laiko ir tūrio skirtumus gyvūnai naudoja norėdami suvokti atstumą ir kryptį. Naudojant echolokaciją, šikšnosparnis ar kitas gyvūnas gali matyti ne tik atstumą iki objekto, bet ir jo dydį, koks tai gyvūnas ir kitas ypatybes.
Šikšnosparniai
Šikšnosparniai naudoja echolokaciją naršydami ir ieškodami maisto, dažnai visiškoje tamsoje. Paprastai jie iškyla iš savo nakvynės vietų urvuose, palėpėse ar medžiuose sutemus ir medžioja vabzdžius. Dėl echolokacijos šikšnosparniai atsidūrė labai palankioje padėtyje: jie medžioja naktį, kai yra daug vabzdžių, mažesnė konkurencija dėl maisto ir yra mažiau rūšių, kurios gali grobti pačius šikšnosparnius.
Šikšnosparniai sukuria ultragarsą per gerklas ir skleidžia garsą per atvirą burną arba, daug rečiau, nosį. Jie skleidžia garsą, kurio dažnis svyruoja nuo 14 000 iki 100 000 Hz, dažniausiai už žmogaus ausies ribų (įprastas žmogaus klausos diapazonas yra nuo 20 Hz iki 20 000 Hz). Šikšnosparniai gali išmatuoti taikinių judėjimą interpretuodami aido modelius iš specialaus odos lopinėlio išorinėje ausyje.
Tam tikros šikšnosparnių rūšys naudoja echolokaciją tam tikrose dažnių juostose, kurios atitinka jų gyvenimo sąlygas ir grobio tipus. Tai kartais naudojo tyrėjai, norėdami nustatyti vietovėje gyvenančių šikšnosparnių rūšis. Jie tiesiogįrašė savo signalus naudodami ultragarsinius registratorius, vadinamus šikšnosparnių detektoriais. Pastaraisiais metais mokslininkai iš kelių šalių sukūrė šikšnosparnių skambučių bibliotekas, kuriose yra vietinių rūšių įrašai.
Jūros gyvūnai
Biosonaras yra vertingas dantytųjų banginių pobūriui, kurį sudaro delfinai, jūrų kiaulės, žudikai ir kašalotai. Jie gyvena povandeninėje buveinėje, pasižyminčioje palankiomis akustinėmis savybėmis ir kur regėjimas yra labai ribotas dėl vandens drumstumo.
Svarbiausius pirmuosius rezultatus aprašant delfinų echolokaciją pasiekė Williamas Shevill ir jo žmona Barbara Lawrence-Shevill. Jie užsiėmė delfinų maitinimu ir kartą pastebėjo, kad neabejotinai randa žuvies gabalus, kurie tyliai įkrito į vandenį. Po šio atradimo buvo atlikta daugybė kitų eksperimentų. Iki šiol buvo nustatyta, kad delfinai naudoja 150–150 000 Hz dažnius.
Mėlynųjų banginių echolokacija ištirta daug mažiau. Kol kas daromos tik prielaidos, kad banginių „dainos“yra navigacijos ir bendravimo su artimaisiais būdas. Šios žinios naudojamos populiacijai skaičiuoti ir šių jūrų gyvūnų migracijai sekti.
Graužikai
Aišku, kas yra jūros gyvūnų ir šikšnosparnių echolokacija ir kodėl jiems to reikia. Bet kam graužikams to reikia? Vieninteliai sausumos žinduoliai, galintys atlikti echolokaciją, yra dvi stribų gentys, Madagaskaro teirekai, žiurkės ir titnaginiai dantys. Jie skleidžia daugybę ultragarso girgždėjimo. Juose nėra atgarsių echolokacijos atsakų ir atrodo, kad jie naudojami paprastai erdvinei orientacijai iš arti. Skirtingai nei šikšnosparniai, vėgėlės echolokaciją naudoja tik grobio buveinėms tirti, o ne medžioti. Išskyrus didelius ir labai atspindinčius objektus (pvz., didelę uolą ar medžio kamieną), jie tikriausiai nepajėgs atskleisti aido scenų.
Talentingiausi sonarų radėjai
Be išvardytų gyvūnų, yra ir kitų, galinčių atlikti echolokaciją. Tai kai kurios paukščių ir ruonių rūšys, tačiau įmantriausi echolotai yra žuvys ir nėgiai. Anksčiau mokslininkai šikšnosparnius laikė pajėgiausiais, tačiau pastaraisiais dešimtmečiais paaiškėjo, kad taip nėra. Oro aplinka nėra palanki echolokacijai – skirtingai nei vandenyje, kuriame garsas išsiskiria penkis kartus greičiau. Žuvies sonaras yra šoninės linijos organas, suvokiantis aplinkos virpesius. Naudojamas ir navigacijai, ir medžioklei. Kai kurios rūšys taip pat turi elektroreceptorius, kurie paima elektrinius virpesius. Kas yra žuvų echolokacija? Tai dažnai yra išgyvenimo sinonimas. Ji paaiškina, kaip aklos žuvys gali sulaukti brandaus senatvės nereikalaujant regėjimo.
Echolokacija gyvūnams padėjo paaiškinti panašius silpnaregių ir aklųjų gebėjimus. Jie naršo erdvėje naudodami spragtelėjimo garsus. Mokslininkai teigia, kad tokie trumpi garsai skleidžia bangas, kuriosgalima palyginti su žibintuvėlio šviesa. Šiuo metu yra per mažai duomenų, kad būtų galima plėtoti šią kryptį, nes galingas sonaras tarp žmonių yra retenybė.
