Библиотека - статьи
|
""ЛОКАТОРНЫЙ" СЛУХ, ИЛИ ВИДЯЩИЕ УШАМИ"
Тема: Слух у животных
Автор: Мищанчук Н.В.
|
|
|
"Локаторный" слух, или видящие ушами
|
Прослушивать окружающее пространство можно не только, улавливая естественные звуки (жди, пока кто-то, пискнет или шевельнется). Оказывается, можно и самому вмешиваться в обследование пространства, посылая своих собственных звуковых "разведчиков". И некоторые животные в этом преуспели. Летучие мыши, а также некоторые птицы и мелкие хищники, грызуны и землеройки активно генерируют звуковые волны, которые направленно распространяются в пространстве, натыкаются на различные препятствия и, отразившись от них, эхом возвращаются к владельцу излучателя, доставляя информацию. В этом и состоит сущность эхолокации.
У летучих мышей ультразвуки обычно возникают в гортани, которая по устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через него и с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле! Более того, издаваемые звуки очень громкие: если бы мы их улавливали, то воспринимали бы, как рев двигателя реактивного истребителя с близкого расстояния. Не глохнут же летучие мыши потому, что у них есть мышцы, закрывающие уши в момент испускания разведывательных ультразвуков. Безопасность ушей гарантируется совершенством их конструкции: при максимальной частоте следования зондирующих импульсов - 250 в секунду - заслонка в ухе летучей мыши успевает открываться и закрываться 500 раз в секунду.
Поскольку скорость звука значительно превышает скорость движения даже быстрокрылых птиц, эхолокацией можно пользоваться и во время полета. Самым совершенным локатором обладают летучие мыши, развивающие во время охоты большую скорость и постоянно выполняющие в воздухе фигуры высшего пилотажа. О качестве "локаторного" слуха свидетельствуют результаты охоты: самые маленькие хищники уже за 15 минут охоты на комаров, мошек и москитов увеличивают свой вес на 10 процентов. "Навигационный прибор" настолько точен, что в состоянии запеленговать микроскопически малый предмет диаметром всего 0,1 миллиметра. Дональд Гриффин, исследователь эхолокаторов летучих мышей (давший, кстати, им это название), считает, что если бы не эхолот, даже всю ночь летая с открытым ртом, летучая мышь поймала бы по закону случая одного-единственного комара.
У большинства лоцирующих животных есть приспособления, выполняющие функцию рупоров, благодаря чему генерируемые ими звуки распространяются только вперед и относительно узким пучком, не растрачивая в пространстве энергии. При таком способе излучения волн легче получить эхо от мелких объектов. А значительное ограничение обзора, возникающее от узости пучков, компенсируется тем, что животное постоянно вертит головой, обшаривая звуковым лучом окружающее пространство.
Все без исключения мелкие летучие мыши наделены эхолокаторами, но моделей их насчитывается три: шепчущий, сканирующий и стрекочущий. Шепчущие летучие мыши обитают в тропиках Америки и питаются фруктами или ловят насекомых, но не в воздухе, а на листьях растений. Их сигналы очень тихие и слабые. Иногда, правда, мыши-шептуны "шепчут" так громко, что и человек их слышит.
Наши обычные летучие мыши и их родичи из Северной Америки генерируют очень короткие и модулированные по частоте волны, что позволяет им по времени возвращения эха очень точно определить расстояние до преследуемой добычи. Однако непосредственно вблизи от нее возникает "мертвая зона", где эхо успевает возвращаться к охотнику раньше, чем закончится излучение.
Сканируют подковоносы и щелегубы. Название им дано за форму "рупоров" - причудливых выростов на мордочках, представляющих своего рода мегафон (они посылают ультразвуки не через рот, а через ноздри). Эти мыши пользуются более продолжительными, чем другие мыши, и однотонными звуками. Расстояние до цели они определяют, оценивая интенсивность эха: чем ближе "дичь", тем оно "громче". Это исключает "мертвую зону" и дает более детальную информацию - длиннее эхо, длинней и "рассказ".
Подковоносы Мегели не только пользуются своим локатором, но и применяют своеобразную "военную хитрость": обнаружив насекомое, охотник приостанавливает его работу. Приближение тихой летучей мыши насекомое не замечает, а потому и не пытается уклониться от встречи с хищником, чаще всего попадая ему в желудок. Правда, за миллионы лет эволюции ночные насекомые приобрели немало защитных приспособлений. Многие ночные мотыльки, например, густо покрыты мелкими волосками. Дело в том, что мягкие материалы: пух, вата, шерсть, женские волосы - поглощают ультразвук. Значит, мохнатых мотыльков труднее запеленговать, чем "лысых".
Но не все воздушные охотники прощупывают пространство ультразвуками. Родственники наших козодоев - птицы гуахаро - используют для этих целей вполне обычные звуки в виде резких щелчков. Стрижи-саланганы (гнезда которых снискали гастрономическую славу под названием "ласточкиных гнезд") посылают вперед щелчки, слышимые как треск - частота их еще ниже, чем у гуахаро.
Любопытна история открытия эхолокации. Она связана с именем итальянского естествоиспытателя Спалланцани, который обратил внимание на то, что летучие мыши не натыкаются на предметы в абсолютно темной комнате. Ослепив животных, он понял, что зрение здесь не при чем. А вот закупорка ушей воском (что проделал его коллега швейцарец Жюрин) полностью лишила летучих мышей способности ориентироваться в темноте. Таким образом Спалланцани и Жюрин сделали вывод, что эти животные как-то ориентируются по слуху. Идея эта была высмеяна современниками. Один из ее ярых противников писал: "Если летучие мыши видят ушами, то, по-видимому, слышат они глазами".
Около полутора столетий понадобилось науке, чтобы доказать правоту Спалланцани. Впервые идею об активной звуковой локации у летучих мышей высказал в 1912 году тот же самый Х. Максим. После гибели парохода "Титаник", наскочившего на подводный айсберг, он предложил снабдить корабли гидролокаторами, работающими по принципу эхолокации летучих мышей. Однако Максиму еще не было известно, что животные эти используют ультразвук. Он считал, что летучие мыши генерируют низкочастотные эхосигналы взмахами своих крыльев с частотой 15 Гц. Только в 1920 году англичанин Хартридж, повторив опыты Спаллланцани, догадался, что летучие мыши генерируют ультразвук. Окончательно же это стало ясно только после изобретения ультразвукового микрофона.
Интересно, что, занимаясь гидролокаторами, никто не обращал внимания на морских млекопитающих. А между тем, многие из них, во всяком случае, киты и некоторые виды ластоногих, владеют эхогидролокацией. Хотя тело рыб хорошо проводит звуковые волны и дает незначительное эхо, тем не менее ставридку длиной 12-15 сантиметров, если она повернута боком к дельфину, животное способно обнаружить за 12-15 метров. Выдает рыбу наполненный воздухом плавательный пузырь. Если плавательные пузыри скапливаются в одном месте - значит это уже стая. Когда звуковой импульс упирается в тела четырех тысяч ставридок, стая рыб становится заметной за 100 метров.
Для эхогидролокации выгоднее всего пользоваться ультразвуком. Звуковой прожектор, "освещая" дельфину дорогу, позволяет ему "услышать" любой подводный объект по отраженному от него эху. Мутная вода - не помеха, для звука она прозрачна. Когда внезапно налетевший шквал поднимает со дна ил, слуховой "фонарь" выручает дельфинов, помогая избежать опасности.
Прощупав звуком пространство, дельфинам приходится следить за судьбой каждой локационной волны, а эта задача не из легких. Звуковой импульс, отразившись от водного объекта, так изменяется, что самому творцу импульса немудрено и ошибиться. Чтобы разобраться в ситуации, животные накапливают в памяти последовательно поступающие эхосигналы, чтобы, сравнив их, сделать окончательный вывод. Однако прежде чем послать очередную порцию сигналов, необходимо прослушать эхо от предыдущей. Поэтому дельфины пользуются уникальным секундомером, позволяющим измерять время чуть ли не миллионными долями секунды. Когда преследуемая дельфином рыба находится от его морды на расстоянии 30 сантиметров, эхо локационной посылки возвращается к нему примерно через 0, 00004 секунды. А чтобы не оглохнуть от собственных посылок, слуховой аппарат дельфина надежно экранирован: сфокусированные жировой подушкой звуковые волны уходят в нужном направлении и чуть в стороне уже не слышны.
Миллионы лет пользуются дельфины "локаторным" слухом, а человек разобрался в нем сравнительно недавно. До этого же, в течение многих тысячелетий, для измерения глубины моря, например, бросал за борт на веревке груз - лот. Использовать для этой цели звук впервые пришло в голову русскому изобретателю Шиловскому и французу Ланжевену. Совместный патент на этот способ был получен ими в 1916 году. В конце 30-х годов был изобретен подводный эхолокатор, или сонар. Он успешно применялся в последней мировой войне для обнаружения неприятельских подводных лодок. Современные "электронные уши" помогают "услышать" косяки рыб и позволяют точно вычерчивать рельеф морского дна, полностью исключая для океанских лайнеров печальную судьбу "Титаника".
|
|
Конец
|
|
<< Назад
|
|
| ВЫБИРАЙ: |
|
|
| ОБЪЯВЛЕНИЯ: |
| Мы открылись! |
| Добро пожаловать на Домашнюю страничку Хронопов! |
| Внимание! |
|
Кто еще не успел побывать на сайте Entropy, заходите скорее!!!
|
|
|
|
©2002 Hronop
|
| |
|
