Ikviens zina, ka sikspārņi un delfīni izstaro ultraskaņu. Kāpēc tas ir vajadzīgs un kā tas darbojas? Apskatīsim, kas ir eholokācija un kā tā palīdz dzīvniekiem un pat cilvēkiem.
Kas ir eholokācija
Eholokācija, ko sauc arī par biosonāru, ir bioloģisks hidrolokators, ko izmanto vairākas dzīvnieku sugas. Eholokācijas dzīvnieki izstaro signālus vidē un ieklausās to zvanu atbalsīs, kas tiek atgriezti no dažādiem objektiem to tuvumā. Viņi izmanto šīs atbalsis, lai atrastu un identificētu objektus. Eholokācija tiek izmantota navigācijai un barības meklēšanai (vai medībām) dažādās vidēs.
Darba princips
Eholokācija ir tas pats, kas aktīvais hidrolokators, kas izmanto paša dzīvnieka radītās skaņas. Diapazonu nosaka, izmērot laika aizkavi starp dzīvnieka paša skaņas emisiju un atbalsīm, kas atgriežas no vides.
Atšķirībā no dažiem cilvēka radītiem hidrolokatoriem, kas paļaujas uz ārkārtīgi šauriem stariem un vairākiem uztvērējiem, lai noteiktu mērķa atrašanās vietu, dzīvnieku eholokācijas pamatā ir viens raidītājs un diviuztvērēji (ausis). Atbalsis, kas atgriežas abās ausīs, nonāk dažādos laikos un dažādos skaļuma līmeņos atkarībā no tās ģenerējošā objekta stāvokļa. Dzīvnieki izmanto laika un apjoma atšķirības, lai uztvertu attālumu un virzienu. Izmantojot eholokāciju, sikspārnis vai cits dzīvnieks var redzēt ne tikai attālumu līdz objektam, bet arī tā izmēru, kāda veida dzīvnieks tas ir un citas pazīmes.
Sikspārņi
Sikspārņi izmanto eholokāciju, lai pārvietotos un meklētu barību, bieži vien pilnīgā tumsā. Viņi parasti iznirst no savām nakšņošanas vietām alās, bēniņos vai kokos krēslas laikā un medī kukaiņus. Pateicoties eholokācijai, sikspārņi atrodas ļoti izdevīgā stāvoklī: tie medī naktīs, kad ir daudz kukaiņu, ir mazāka konkurence par barību, un ir mazāk sugu, kas var upurēt pašus sikspārņus.
Sikspārņi rada ultraskaņu caur balseni un izstaro skaņu caur atvērtu muti vai, daudz retāk, degunu. Tie izstaro skaņu diapazonā no 14 000 līdz vairāk nekā 100 000 Hz, galvenokārt ārpus cilvēka auss (parastais cilvēka dzirdes diapazons ir no 20 Hz līdz 20 000 Hz). Sikspārņi var izmērīt mērķu kustību, interpretējot atbalss modeļus no īpaša ādas plankuma ārējā ausī.
Noteiktas sikspārņu sugas izmanto echolokāciju noteiktās frekvenču joslās, kas atbilst viņu dzīves apstākļiem un medījuma veidam. Pētnieki dažkārt to ir izmantojuši, lai noteiktu sikspārņu sugas, kas apdzīvo apgabalu. Viņi vienkāršiierakstīja savus signālus, izmantojot ultraskaņas ierakstītājus, kas pazīstami kā sikspārņu detektori. Pēdējos gados pētnieki no vairākām valstīm ir izveidojuši sikspārņu zvanu bibliotēkas, kurās ir ieraksti par vietējām sugām.
Jūras dzīvnieki
Biosonārs ir vērtīgs zobvaļu apakškārtai, kurā ietilpst delfīni, cūkdelfīni, zobenvaļi un kašaloti. Viņi dzīvo zemūdens biotopā, kam ir labvēlīgas akustiskās īpašības un kur redze ir ārkārtīgi ierobežota ūdens duļķainības dēļ.
Nozīmīgākos pirmos rezultātus delfīnu eholokācijas aprakstā sasniedza Viljams Ševils un viņa sieva Barbara Lorensa-Ševila. Viņi nodarbojās ar delfīnu barošanu un reiz pamanīja, ka nekļūdīgi atrod zivju gabalus, kas klusi iekrita ūdenī. Šim atklājumam sekoja vairāki citi eksperimenti. Līdz šim ir konstatēts, ka delfīni izmanto frekvences no 150 līdz 150 000 Hz.
Zilo vaļu eholokācija ir daudz mazāk pētīta. Pagaidām tiek izteikti tikai pieņēmumi, ka vaļu “dziesmas” ir veids, kā orientēties un sazināties ar tuviniekiem. Šīs zināšanas tiek izmantotas, lai uzskaitītu populāciju un izsekotu šo jūras dzīvnieku migrāciju.
Grauzēji
Ir skaidrs, kas ir eholokācija jūras dzīvniekiem un sikspārņiem un kāpēc viņiem tā ir vajadzīga. Bet kāpēc grauzējiem tas vajadzīgs? Vienīgie sauszemes zīdītāji, kas spēj veikt eholokāciju, ir divas ķirbju ģintis, Madagaskaras teireki, žurkas un krama zobi. Tie izdala virkni ultraskaņas čīkstu. Tie nesatur reverberējošas eholokācijas reakcijas, un šķiet, ka tos izmanto vienkāršai telpiskai orientācijai no tuva attāluma. Atšķirībā no sikspārņiem ķirbji izmanto echolokāciju tikai, lai pētītu laupījumu dzīvotnes, nevis medības. Izņemot lielus un tādējādi ļoti atstarojošus objektus (piemēram, lielu akmeni vai koka stumbru), tie, iespējams, nespēj atšķetināt atbalss ainas.
Talantīgākie sonāru meklētāji
Bez uzskaitītajiem dzīvniekiem ir arī citi, kas spēj veikt eholokāciju. Tās ir dažas putnu un roņu sugas, bet vismodernākās eholotes ir zivis un nēģi. Iepriekš zinātnieki par spējīgākajiem uzskatīja sikspārņus, taču pēdējās desmitgadēs ir kļuvis skaidrs, ka tas tā nav. Gaisa vide nav labvēlīga echolokācijai – atšķirībā no ūdens, kurā skaņa novirzās piecas reizes ātrāk. Zivju sonārs ir sānu līnijas orgāns, kas uztver apkārtējās vides vibrācijas. Izmanto gan navigācijai, gan medībām. Dažām sugām ir arī elektroreceptori, kas uztver elektriskās vibrācijas. Kas ir zivju eholokācija? Bieži vien tas ir izdzīvošanas sinonīms. Viņa paskaidro, kā aklas zivis var nodzīvot līdz sirmam vecumam, ja tām nav nepieciešama redze.
Eholokācija dzīvniekiem ir palīdzējusi izskaidrot līdzīgas spējas vājredzīgiem un neredzīgiem cilvēkiem. Viņi pārvietojas kosmosā, izmantojot klikšķināšanas skaņas. Zinātnieki saka, ka tik īsas skaņas izstaro viļņus, kasvar salīdzināt ar lukturīša gaismu. Pašlaik ir pārāk maz datu, lai attīstītu šo virzienu, jo spējīgs hidrolokators cilvēku vidū ir retums.
