Mindenki tudja, hogy a denevérek és delfinek ultrahangot bocsátanak ki. Miért van erre szükség és hogyan működik? Nézzük meg, mi az az echolokáció, és hogyan segít az állatokon, sőt az embereken is.
Mi az echolocation
Az echolocation, más néven bioszonár, egy biológiai szonár, amelyet számos állatfaj használ. A visszhangzó állatok jeleket sugároznak a környezetbe, és figyelik a hívások visszhangját, amelyek a közelükben lévő különböző objektumokról érkeznek. Ezeket a visszhangokat használják tárgyak megtalálására és azonosítására. Az echolokációt navigációra és táplálékkeresésre (vagy vadászatra) használják különféle környezetben.
Működési elv
Az echolocation ugyanaz, mint az aktív szonár, amely az állat által keltett hangokat használja. A távolság-meghatározás az állat saját hangkibocsátása és a környezetből visszatérő visszhangok közötti időbeli késleltetés mérésével történik.
Néhány ember által készített szonárral ellentétben, amelyek rendkívül keskeny nyalábokra és több vevőre támaszkodnak a célpont helyének meghatározásában, az állatok visszhangosítása egy adón és kétvevők (fülek). A két fülbe visszatérő visszhangok különböző időpontokban és különböző hangerővel érkeznek, attól függően, hogy az őket generáló tárgy milyen pozícióban van. Az időbeli és térfogati különbségeket az állatok a távolság és az irány érzékelésére használják. Az echolokáció segítségével a denevér vagy más állat nemcsak a távolságot láthatja egy tárgytól, hanem a méretét, az állat fajtáját és egyéb jellemzőit is.
Denevérek
A denevérek echolokációt használnak a navigáláshoz és a takarmányozáshoz, gyakran teljes sötétségben. Általában alkonyatkor bukkannak elő barlangokból, padlásokról vagy fákról, és rovarokra vadásznak. Az echolokációnak köszönhetően a denevérek nagyon előnyös helyzetben vannak: éjszaka vadásznak, amikor sok a rovar, kevesebb a verseny a táplálékért, és kevesebb olyan faj van, amelyik magukra a denevérekre zsákmányolhat.
A denevérek ultrahangot bocsátanak ki a gégéjükön, és hangot sugároznak a nyitott szájukon vagy – sokkal ritkábban – az orrukon keresztül. 14 000 Hz-től 100 000 Hz-ig terjedő hangot bocsátanak ki, többnyire az emberi fülön kívül (a tipikus emberi hallástartomány 20 Hz és 20 000 Hz között van). A denevérek úgy tudják felmérni a célpontok mozgását, hogy a külső fülben lévő speciális bőrfolt visszhangmintázatait értelmezik.
Bizonyos denevérfajok echolokációt alkalmaznak bizonyos frekvenciasávokban, amelyek megfelelnek életkörülményeiknek és zsákmánytípusuknak. Ezt a kutatók néha arra használták, hogy azonosítsák a területen élő denevérfajokat. Egyszerűen őkdenevérdetektorként ismert ultrahangos rögzítőkkel rögzítették jeleiket. Az elmúlt években több ország kutatói denevérhívó könyvtárakat fejlesztettek ki, amelyek az őshonos fajok feljegyzéseit tartalmazzák.
Tengeri állatok
A Biosonar értékes a fogasbálnák alrendje számára, amely magában foglalja a delfineket, a delfineket, a kardszárnyú bálnákat és a sperma bálnákat. Kedvező akusztikai jellemzőkkel rendelkező víz alatti élőhelyen élnek, ahol a látás a víz zavarossága miatt rendkívül korlátozott.
A delfinek echolokációjának leírásában a legjelentősebb első eredményeket William Shevill és felesége, Barbara Lawrence-Shevill érte el. Delfinek etetésével foglalkoztak, és egyszer észrevették, hogy összetéveszthetetlenül találnak haldarabokat, amelyek csendben beleestek a vízbe. Ezt a felfedezést számos más kísérlet követte. Eddig azt találták, hogy a delfinek 150 és 150 000 Hz közötti frekvenciákat használnak.
A kék bálnák echolokációját sokkal kevésbé tanulmányozták. Egyelőre csak feltételezések születnek arról, hogy a bálnák „énekei” a navigáció és a rokonokkal való kommunikáció egyik módja. Ezt a tudást a populáció megszámlálására és ezen tengeri állatok vándorlásának nyomon követésére használják.
Rágcsálók
Világos, hogy mi az echolokáció a tengeri állatokban és a denevérekben, és miért van rá szükségük. De miért van szükség rá a rágcsálóknak? Az egyetlen szárazföldi emlős, amely képes az echolokációra, a két cickánynem, a madagaszkári teirek, a patkányok és a kovakőfogak. Egy sor ultrahangos csikorgást bocsátanak ki. Nem tartalmaznak visszhangzó visszhangválaszokat, és úgy tűnik, hogy egyszerű térbeli tájékozódásra használják őket közelről. A denevérekkel ellentétben a cickányok csak a préda élőhelyeinek tanulmányozására használják az echolokációt, és nem vadásznak. A nagy és így erősen tükröződő objektumok (például egy nagy szikla vagy fatörzs) kivételével valószínűleg nem képesek visszhangjeleneteket feloldani.
A legtehetségesebb szonárkeresők
A felsorolt állatokon kívül vannak még mások is, amelyek képesek az echolokációra. Néhány madár- és fókafajról van szó, de a legkifinomultabb visszhangszondák a halak és a lámpások. Korábban a denevéreket tartották a legtehetségesebbnek a tudósok, az elmúlt évtizedekben azonban kiderült, hogy ez nem így van. A levegő környezete nem kedvez az echolokációnak – ellentétben a vízzel, amelyben a hang ötször gyorsabban tér el. A hal szonárja az oldalvonal szerve, amely érzékeli a környezet rezgéseit. Hajózáshoz és vadászatra egyaránt használható. Egyes fajok elektroreceptorokkal is rendelkeznek, amelyek felveszik az elektromos rezgéseket. Mi az a hal visszhangzás? Gyakran a túlélés szinonimája. Elmagyarázza, hogyan élhetnek meg a vak halak érett öregkorig anélkül, hogy látásra lenne szükségük.
Az állatok visszhangja segített megmagyarázni a látássérült és vak emberek hasonló képességeit. Az általuk kiadott kattanó hangok segítségével navigálnak a térben. A tudósok azt mondják, hogy az ilyen rövid hangok olyan hullámokat bocsátanak ki, amelyekegy zseblámpa fényéhez hasonlítható. Jelenleg túl kevés adat áll rendelkezésre ennek az iránynak a kidolgozásához, mivel ritkaságszámba megy az alkalmas szonár az emberek között.
