Лавіць вячэру на муху ... Ноч жывая са гукам рэхаў

Хоць кажаны маюць выдатнае зрок, яны таксама могуць "бачыць" вушамі дастаткова добра, каб злавіць лятучых камароў у цемры.

аўтар GrrlScientist для SciLogs.com | @GrrlScientist

Маленькая карычневая кажан, Myciis lucifugus, за адзін дзень з'ядае больш камароў, чым вы.

Вечар быў мірны, калі сонца асела пад небакраем. Раптам аранжавае і чырвонае неба было ўсыпана лятучымі сіне-шэрымі сілуэтамі, зігзагамі над Сіэтле, на возеры Саюза. Лятучыя мышы! Некаторыя кажаны апускаліся нізка над паверхняй вады, каб піць такім чынам, як ластаўкі, іншыя выконвалі няправільныя курсы вышэй, ужываючы ў палёце камароў і іншых насякомых.

Як кажаны знаходзяць і захопліваюць насякомых у цемры? Усе кажаны, якія сілкуюцца насякомымі, выдаюць гукі - альбо з адкрытым ротам, альбо праз складаны насавой ліст, які працуе як акустычнае люстэрка. Гэтыя гукі адлюстроўваюцца прадметамі ў навакольным асяроддзі як слабы водгалас, даючы кажанам дакладную карціну навакольнага асяроддзя і дазваляючы ім манеўраваць у поўнай цемры.

Малюнак сігналаў ультрагукавога выпраменьвання, якія выпраменьваюцца бітай, і рэха ад суседняга аб'екта. (Крэдыт: Petteri Aimonen / Public Domain.)

Мы не заўсёды ведалі, што кажаны разлічваюць на гук, каб перамяшчацца па цёмнай абстаноўцы. У канцы 1800-х гадоў меркаванне швейцарскага заолага Чарльза Юрына пра тое, што кажаноў можна было "бачыць", выкарыстоўваючы вушы, была адхілена большасцю яго калегаў. Аднак у 1944 годзе Дональд Грыфін, які тады быў у Гарвардскім універсітэце, выкарыстаў спецыяльныя мікрафоны, якія дазваляюць паказаць, што кажаны ствараюць ультрагукавыя гукі вышэй за дыяпазон слыху чалавека, каб стварыць рэха, якое раскрывае месцазнаходжанне аб'ектаў. У выніку Грыфін увёў тэрмін "эхолокация" для апісання гэтай з'явы.

Усе кажаны размаўляюць з дапамогай розных рыпанняў і віскаў, якія могуць чуць вушы чалавека, але віды кажаноў у таксанамічным падрадцы Microchiroptera выдаюць высокачашчынныя (высокія) гукі для эхолокации. Нягледзячы на ​​тое, што гукі нізкай частоты (інфразвук) падарожнічаюць усё далей, толькі невялікія ультрагукавыя гукавыя хвалі, якія выкарыстоўваюцца для эхолокации, могуць даць падрабязную інфармацыю пра малюсенькія прадметы ў навакольным асяроддзі, такія як лятучыя камары.

Людзі не чуюць гукаў эхолокации, якія выдаюць кажаны для ацэнкі адлегласці.

Гукі эхолокации не адно і тое ж крок для ўсіх відаў кажаноў. Высокачашчынныя эхолокационные выклікі, выпрацоўваемыя кажанамі, вар'іруюцца ад 20–200 кілагерц (кГц) і больш (чалавек не чуе гукаў вышэй 20 кГц). Існуюць і адрозненні ў схеме зваротаў да эхолокации. Некаторыя віды вырабляюць крык з пастаяннай частатой (CF), іншыя выкарыстоўваюць частату з модуляцыяй частоты (FM), якая спускаецца па танальнасці. Аднак большасць відаў кажана могуць выкарыстоўваць любы тып званка.

Гукі CF і FM раскрываюць біту розныя тыпы інфармацыі. CF выкарыстоўваецца для выяўлення аб'ектаў, у той час як FM забяспечвае адлегласць і іншыя дробныя падрабязныя дадзеныя аб характары аб'екта. Напрыклад, супастаўляючы час, які прайшоў паміж выходнымі выклікамі і адгалоскамі, кажаны дакладна ацэньваюць адлегласць да аб'екта. Адхіленні ў інтэнсіўнасці рэха і кроку выяўляюць важныя дэталі аб мэты, такія як кірунак, памер, форма і хуткасць. Большасць відаў кажаноў ствараюць складаную паслядоўнасць выклікаў CF і FM, якія яны змяняюць, па-відаць, у залежнасці ад адрозненняў у асяроддзі пражывання, напрыклад, на адкрытых участках і ў параўнанні з густой расліннасцю.

Паколькі паветра паглынае энергію, якая змяшчаецца ў гукавых хвалях, карыснасць высокіх (кароткай хвалі) гукаў, такіх як гукі, якія выдаюцца эхолокационными кажанамі, абмяжоўваюцца дыяпазонам 50 футаў і менш, і, такім чынам, эхолокационные кажаны будуць блізкімі. Каб часткова кампенсаваць страты энергіі і павялічыць іх дыяпазон, большасць кажаноў выдаюць гукі высокай інтэнсіўнасці да 120 дэцыбел, што гэтак жа гучна, як і дымаадвод, які праходзіць у чатырох цалях ад вашага вуха. Гэтыя "крычаць" віды кажаноў ўключаюць Маленькую карычневую лятучую мыш, Mytiis lucifugus і Вялікую карычневую кажан, Eptesicus fuscus, якія часта сустракаюцца ў мікрараёнах Сіэтла.

Як кажаны выдаюць такія гучныя гукі, не аглушаючы сябе? Незадоўга да таго, як мышцы гартані кажана скарачаюцца, каб вырабляць ультрагукавы званок, спецыяльныя мышцы ў кантракце сярэдняга вуха, якія аддзяляюць тры косткі ўнутранага вуха (падуздыш, інкус і стап, альбо "молат", "кавадла" і "стрэмя" косці), выклікаючы імгненная глухата. Пасля званка мышцы сярэдняга вуха расслабляюцца, аднаўляючы слых кажана, каб своечасова атрымаць водгаласы ад прадметаў, якія знаходзяцца на адлегласці да метра.

Прынцып актыўнага сонара. (Крэдыт: доктар Шорш / CC BY-SA 3.0.)

Па-ранейшаму існуе мноства нявырашаных пытанняў пра акустычныя здольнасці кажаноў. Аднак даследаванні эхолокации ўжо прыносяць карысную карысць для чалавека. Напрыклад, сонар - гэта прымітыўная форма эхолокации (з пункту гледжання кажана!), Якая шырока выкарыстоўваецца для навігацыі, сачэння самалётаў, караблёў, падводных лодак і ракет, а таксама для прагназавання надвор'я.

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

УВАГА: гэты твор быў даследаваны, напісаны і апублікаваны ў бюлетэні біялагічнага факультэта, калі я вучыўся ў студэнцкай студыі заалогіі ў Вашынгтонскім універсітэце. У свой час у мяне была ўласная калонка з пэўным абмежаваннем слова. Мэтавая аўдыторыя - студэнты, якія навучаюцца ў серыі BIO200. Хаця я быў студэнтам вучобы некалькі гадоў таму, з таго часу многае змянілася: я не заняты вучоны; я таксама не паважаны пісьменнік-навук, і нават мой хатні факультэт заалогіі не спыніў сваё існаванне.

.

Атрымліваеце задавальненне ад майго напісання? Націсніце на зялёнае сэрца ў левым куце, каб рэкамендаваць гэты твор. Выконвайце за мной на "Сярэднім" для больш падобнага.

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

GrrlScientist вельмі актыўна працуе на Twitter @GrrlScientist, і вы можаце сачыць за ўсімі яе напісаннямі, падпісаўшыся на яе TinyLetter

Першапачаткова апублікаваны ў Інтэрнэце на www.scilogs.com.