Ekologi
Många marina djur lever i en värld där formen känns genom ljud. De producerar klickande ljud som ekar från föremål för att visualisera en tydlig karta över området, samt för att spåra byten.
Forskare från delstaten Hawaii har nyligen upptäckt hur exakt "ekolokaliseringsanordningarna" för dessa varelser kan ställas in. Tandvalar kan fokusera sin ljudstråle och framhäva målet med en ström av klickande ljud för att studera det i detalj.
Laura Kloepper, studerande University of Hawaii, som ledde forskningen, arbetade med en tränad liten späckhuggare (delfinfamiljen) vid namn Kina, som har bott i forskningsinstitutets skyddade vik sedan 1993.
Tidigare forskning har visat att den kan skilja mellan föremål som varierar minimalt i tjocklek. Skillnaden i tjocklek kan vara mindre än ett människohår! Forskare misstänkte att denna fantastiska noggrannhet delvis berodde på valarnas förmåga att fokusera på ekolokaliseringsljudstrålen.
Kloepper och hennes team har genomfört tester för första gången för att exakt mäta strålen när djuret ändrar fokus om "ekolokaliseringsuppgiften" blir svårare.
Forskarna lärde Kina att känna igen en cylinder med speciella dimensioner. Om hon känner igen föremålet simmar Kina upp till ytan och rör vid svärdet med näsan. Närhelst en uppgift genomfördes korrekt fick späckhuggaren en goding i form av en fisk.
Sedan fick Kina slutföra en annan uppgift: att hitta sitt föremål bland liknande. Den första cylindern var redan bekant för henne, väggarna på den andra var 1 centimeter tjockare och väggarna på den tredje var bara 0,2 millimeter tjockare. Alla tre föremålen var lika långa.
På tränarens signal kastade Kina sig under vattnet och simmade in i ett speciellt staket för att slutföra uppgiften. Utgången framför steg upp, så hon kunde inte upptäcka föremålet framför henne med hjälp av ekolokalisering. Under experimentet använde forskarna undervattensmikrofoner. För att mäta Kinas ljudstrålar.
"Genom att spela in ljud från olika positioner kunde vi avbilda formen (storleken) på denna stråle" sa Kloepper.
Bilderna visade att Kina ändrade storleken på balken beroende på hur svårt det var att identifiera cylindern. Hon producerade en större ljudstråle när cylindern framför henne var svårare att skilja från hennes mål.
Forskare tror att när Kina producerade denna stora stråle, fungerade hennes frontallins som en reaktiv ljudlins, och plockade upp alla ljud som studsar från föremålet av intresse.
"I det här fallet får hon mer ljudenergi tillbaka när hon undersöker ämnet, sa Kloepper. Detta är vettigt, eftersom ekolokalisering hjälper djur att överleva. På stora djup finns det lite att se, så de spårar och fiskar med hjälp av ljud."
Efterföljande forskning av ett team av forskare visade att marsvin har samma förmåga att fokusera ljud.
Genom att ställa in sin ekolokaliseringsstråle kan Kina ändra känsligheten för hennes hörsel, vilket gör den superkänslig vid jakt, samt blockerar den i händelse av potentiellt farliga mycket höga ljud.
undervattensjägare
Tandvalar och delfiner, som tillhör underordningen Odontoceti, använd ekolokalisering för jakt och navigering.
Ekolokaliseringsklick färdas genom en fet struktur på framsidan av skallen som kallas pannlins. Det är denna struktur som bildar den synliga tuberkeln på huvudet hos djur. Forskare tror att det fungerar som en avstämd akustisk lins, som samlar in ljud i en stråle, vars storlek kan ändras.
Andra havsdjur som inte använder ekolokalisering har andra knep för att ta sig runt under vattnet. Sälar har till exempel superkänsliga morrhår som kan se var de fetaste fiskarna befinner sig genom att känna spåret de lämnar efter sig.
Människor har länge antagit att fladdermöss flyger och jagar i beckmörker med sin högt utvecklade syn. Idag är dessa djur kända för att ha ett känsligt och exakt organ som gör att de kan navigera genom rymden med hjälp av ljud snarare än ljus. Viktigare än syn för fladdermöss är hörsel och lukt.
Grundläggande information:
Hur bra "ser" en fladdermus?
En person uppfattar världen omkring honom främst med hjälp av syn. Därför är det svårt att föreställa sig hur en fladdermus kan skapa samma bild utifrån analys av ljudsignaler.
Som ett resultat av många experiment har det bevisats att fladdermöss "ser" mycket bra. Fladdermöss kan exakt bestämma avståndet till ett föremål, till exempel insekter, och i vilken riktning det rör sig. Den enda egenskapen hos ett föremål som ekolokaliseringssystem tillåter inte att avgöra är dess färg.
Inte alla typer av fladdermöss använder ekolokalisering. De flesta fruktfladdermöss har inte hittat en ekolokaliseringsmekanism. De navigerar med sikte. Endast grottarter av fruktfladdermöss producerar svaga brussignaler. Hos läderdjur är mekanismen för ekolokalisering utvecklad till den mest perfekta graden. Dessa djur kan isolera reflektionen av "deras" signal från en blandning av olika ultraljuds- och ljudvågor.
Flyger mellan trådar
Noggrannheten hos ekolokaliseringsapparaten är fantastisk. Fladdermöss "märker" trådar med en tjocklek på 0,28 mm, som ligger på ett avstånd av mer än en meter från dem. Om ledningarna är tjockare än 3 mm, "ser" de dem i cirka 2-3 meter. Ekolokaliseringssystemet för den södra hästskofladdermusen är ännu bättre. Odjuret under flygning kan undvika kollision med ledningar med en tjocklek på 0,05 mm. Den spetsiga fladdermusen upptäcker en tråd med en diameter på 2 mm på ett avstånd av 1,1 m.
Tydlighet i "bilden"
Som ett resultat av många experiment visade det sig att nordamerikanska stora fladdermöss kan urskilja föremål som ligger på ett avstånd av cirka 10-12 mm från varandra, och även särskilja en triangel med en sidolängd på 10, 10 och 5 millimeter från en triangel med en sidostorlek på 9, 9 och 4 ,5 millimeter.
Signalemission: fladdermusen sänder ut ultraljudssignaler med jämna mellanrum. Djuret bestämmer ganska exakt tiden mellan signalen och ekot som reflekteras från föremålet.
Signalmottagning: fladdermusen fångar ekot av signalen med sina öron, och i hjärnan, baserat på de mottagna ljuden, byggs en bild - en exakt representation av föremålets form och storlek.
Fixtur funktioner
Ljudbildning
Först 1938 upptäckte forskare att fladdermöss gör många ljud som ligger över den mänskliga hörseltröskeln. Frekvensen av ultraljud ligger i intervallet 30-70 tusen Hz. Fladdermöss gör ljud i form av diskreta pulser, vars varaktighet är från 0,01 till 0,02 sekunder. Innan fladdermusen gör ett ljud komprimerar fladdermusen luften i röstapparaten mellan två membran, som under inverkan av luft börjar svänga. Membranen sträcks ut av olika muskler och låter fladdermusen producera olika ljud. Innan ljudet kommer ut genom munnen eller näsan förstärks och modifieras det genom att det passerar genom flera kammare. Alla fladdermöss som skickar signaler genom näsan har komplexa utväxter på näsan.
Öronens struktur
Fladdermössens öron är extremt känsliga. Detta är nödvändigt för att bättre uppfatta de signaler som reflekteras från föremål. Fladdermusöron är riktiga radar som fångar upp och känner igen högfrekventa ljud. Fladdermöss kan röra sina öron, vrida dem så att de bäst kan uppfatta ljudsignaler som kommer från olika håll. Ljudvågorna som fångas av öronen kommer in i hjärnan, där de analyseras och sammanställs på samma sätt som en tredimensionell bild bildas i den mänskliga hjärnan av den information som synorganen överför när de observerar ett föremål. Med hjälp av sådana "ljud" bilder bestämmer fladdermöss absolut exakt bytesplatsen.
VISION "LJUDBILD"
Fladdermöss får en bild av omvärlden genom att analysera ljudvågornas reflektioner, precis som en person får det, och omedvetet analysera visuella bilder. Människans syn på föremål beror dock på externa ljuskällor, och fladdermöss bygger bilder tack vare de ljud som de själva skickar. Signalerna från olika typer av fladdermöss varierar mycket i intensitet. För att navigera i mörkret skickar de ut en serie korta högfrekventa ljud som sprider sig som en ficklampa. När en sådan signal stöter på ett föremål på väg, kommer dess reflektion tillbaka och fångas av fladdermusen. Detta sätt att orientera har många fördelar.
För det första är kortvågsljud lätta att urskilja, så de är bra för att hitta de flygande insekter som de flesta fladdermöss livnär sig på. Låga ljud av långa vågor reflekteras inte från små föremål och går inte tillbaka. Högfrekventa ljud är mycket lätta att skilja från ljuden från omvärlden, vars frekvens är mycket lägre. Dessutom "ser" fladdermöss men förblir "osynliga" eftersom ljuden de gör är ohörbara för andra djur (det vill säga, insekter kan inte upptäcka fladdermöss och undvika dem).
MYSTERIET LÖST
Även på de mörkaste nätterna flyger fladdermöss självsäkert mellan trädgrenar och fångar flygande insekter.
Forskare trodde en gång att precis som andra nattdjur har fladdermöss en mycket välutvecklad syn. Men 1793 märkte den italienske naturforskaren L. Spallanzani att fladdermöss jagar även under mörka nätter, då inga nattfåglar som har utmärkt mörkerseende, som ugglor, flyger. L. Spallanzani fastställde att fladdermöss flyger lika bra med slutna ögon som de gör med öppna ögon. År 1794 bekräftade den schweiziske biologen S. Zhyurin experimenten från L. Spallanzani. Han fann att dessa djur med vaxblockerade öron blir hjälplösa under flygning och kan inte navigera i luften. Senare avvisades denna version och glömdes bort, de återvände till den efter 110 år. År 1912 uttryckte X. Maxim, uppfinnaren av stafflikulsprutan, idén att se med "öron" förklaras av mekanismen för ekolokalisering. År 1938 spelade D. Griffin, med hjälp av den apparat som uppfanns av G. Pierce, in ljud som fladdermöss gör i. I början av 1950-talet blev teorin om ultraljudsekolokalisering fast etablerad inom vetenskapen.
ECHOLOCATION OCH DESS ANVÄNDNING
Signalerna som fladdermöss skickar ut består av 5 ljud med samma eller olika frekvenser. En signal kan innehålla ett helt spektrum av frekvenser. Varaktigheten av ljudet av signaler kan vara olika, från en tusendels till en tiondels sekund.
Genom att sända ut ljudsignaler av olika frekvenser "observerar" fladdermössen i vilken ordning ljudreflektioner återkommer. Ljud av olika frekvenser fortplantar sig med olika hastighet. Från de mottagna reflekterade ljudsignalerna gör fladdermusen en korrekt bild av omvärlden och registrerar de minsta förändringar i den till exempel flygande insekters rörelser.
De flesta fladdermöss har så fin hörsel att de mycket lätt kan skilja "sina" signaler från de ljud som andra fladdermöss gör. Signalerna som skickar ut avstämningar är ganska korta, så fladdermöss urskiljer ljud som slocknar och kommer tillbaka Signalernas styrka och frekvens varierar beroende på terrängen djuret flyger genom. När fladdermusen flyger nära träd sänder fladdermusen ut signaler med mindre styrka för att inte orsaka ett högt eko. Under flygning hörs vanliga signaler och vid jakt använder fladdermusen hela ljudets kraft.
INTRESSANTA FAKTA. VET DU VAD...
- De flesta ultraljudssignaler som sänds ut av fladdermöss kan inte höras av människor, men vissa människor upplever deras tryck och kan fastställa att djur är i närheten.
- Vissa typer av insekter kan höra signalerna som fladdermöss skickar, så de försöker gömma sig för sina förföljare. Nattfjärilar skickar till och med ut sina ljudsignaler för att förvirra fladdermöss som jagar dem.
- Ljudsignalerna som sänds ut av en fladdermus har samma styrka som ljudet från ett jetflygplan. För att inte bli döv stänger djuret sina öronöppningar varje gång innan det "ropar" med hjälp av speciella muskler.
- Uttrycket "blind som en fladdermus" stämmer inte. Nästan alla fladdermöss har mycket god syn. Till exempel äter fruktfladdermöss frukter som de hittar med sin syn.
- Fladdermöss som livnär sig på insekter och nektar, såväl som de som ger svaga ljud, kallas ibland för "viskande" fladdermöss av forskare.
Fladdermöss och andra ekolod i naturen. Biologen Gunars Petersons berättar. Video (00:33:01)
Ekolokalisering hos djur (biolog Ilya Volodin berättar). Video (00:24:59)
Djur använder ekolokalisering för att navigera i rymden och för att bestämma platsen för objekt runt dem, främst med hjälp av högfrekventa ljudsignaler. Den är mest utvecklad hos fladdermöss och delfiner, den används också av smuss, ett antal arter av älsklingar (sälar), fåglar (guajaro, salangans, etc.) ... Biologen Ilya Volodin berättar.
Djur instinkt. Serie 8. Djurlivet på planeten Jorden - ekolokalisering av delfiner. Video (00:02:39)
Delfiner är speciella, unika varelser. Deras förmåga att förstå människor har alltid väckt genuint intresse hos både vetenskapsmän och lekmän. Men det finns också funktioner som vi kanske inte ens är medvetna om. Till exempel avslöjade studier utförda av amerikanska forskare på Hawaiiöarna att delfiner, som valar, spårar sitt byte med hjälp av ekolokalisering.
Intressanta fakta - Fladdermöss. Video (00:05:46)
Fladdermöss - Intressanta fakta
Bland alla däggdjursarter är det bara fladdermöss som kan flyga. Dessutom är deras flygning ganska svår att förväxla med andra djur, eftersom den skiljer sig ganska mycket från den vanliga synen för våra ögon. Denna typ av flygning är inneboende hos fladdermöss eftersom deras vingar liknar en liten fallskärm. De behöver inte ständigt flaxa med vingarna för att flyga, utan fladdermöss trycker iväg i luften.
Det finns faktiskt möss som behöver blod. Det finns tre sådana typer. Men det finns praktiskt taget inga fall när en fladdermus attackerade en person för att "smaka" hans blod. Fladdermöss fokuserar först och främst på djur som inte kan motstå dem. Sådana djur inkluderar till exempel kor. Dessa arter lever i Syd- och Centralamerika.
Det finns rykten om att fladdermöss är kapabla att bära på en allvarlig infektion, och i samspel med en person kan varelser infektera honom med en farlig sjukdom. Faktum är att nordamerikanska fladdermöss bara har infekterat 10 personer under det senaste halvseklet. Fladdermöss själva är mycket mer rädda för människor än vad vi är för dem. Därför försöker varelser att inte träffa en person, och vid kontakt flyger de omedelbart bort. Om du blir biten av en fladdermus ska du inte oroa dig för mycket. Om du omedelbart går till sjukhuset kommer inget allvarligt att hända - en vanlig injektion kommer att rädda dig från onödig rädsla. Här bör du vara rädd för en annan, om fladdermusen drack åtminstone lite av ditt blod, är sannolikheten mycket stor att just denna varelse kommer att "besöka" dig snart igen. Hon verkar förstå att du är en överkomlig näringskälla, så hon väljer dig. Om hon naturligtvis lyckas hitta dig, och det är fullt möjligt för henne att göra detta, eftersom fladdermöss kommer ihåg och särskiljer en person genom hans andning.
8 FAKTA OM FLADDRÄGG. Video (00:06:12)
Fladdermöss har länge ansetts vara ett av de mest mystiska djuren. De väckte farhågor, rädsla och samtidigt stort intresse. Och detta är inte förvånande, eftersom de skiljer sig mycket från sina vinglösa motsvarigheter. Idag erbjuder vi dig att bekanta dig med de mest intressanta fakta om fladdermöss.
Ekolokalisering Ovanliga mänskliga förmågor. Video (00:03:20)
Ekolokalisering är en mycket ovanlig förmåga som finns i ett litet antal representanter för djurvärlden. Med tiden har människor lärt sig att använda denna förmåga. Daniel Kish är den första som intuitivt bemästrar ekolokalisering.
Sonardjur avger vågvibrationer som möter stenar, stenar, träd eller andra hinder på vägen, reflekteras från dem och kommer tillbaka. Djuret uppfattar ekot som information och skapar en bild. Lokaliseringsmediet kan vara luft eller vatten, och medlet kan vara vågor: vatten, ljud, ultraljud och elektromagnetiska.
För att utföra ekolokalisering behöver djur inte bara ha ett organ som återger vågor, utan också ett som uppfattar ekot. För detta har fiskar laterala linjer på båda sidor av kroppen fyllda med små retikulerade receptorer. Receptorerna upptäcker reflektionen från en vanlig vattenvåg och det hjälper fisken att inte träffa skarpa fallgropar när de simmar, speciellt när vattnet är grumligt. Andra djur använder ultraljudsvågor som produceras av dem själva med hjälp av speciella organ som finns nära läpparna. Typiska ultraljudsekolotatorer är fladdermöss, och bland marina djur - delfiner, späckhuggare, valar. Alla kan återge vågor och uppfatta dem som ett eko av reflekterade ultraljudsvibrationer. Det finns också djur som sänder ut riktiga elektromagnetiska vågor. De tekniska principerna för elektriska organ liknar de för moderna radarer. Snarare är radar byggda på principen om livsanpassningar hos djur. Infraröda vågor används också för att orientera djur.
Djur gör ljud inte bara i luften utan även i vattendjupet. Havets invånare har till exempel publicerat dem i miljontals år, men forskare har först nyligen börjat studera dem systematiskt. Det har nu fastställts att ett betydande antal marina organismer (från kräftdjur till valar) kan producera ljud av ett bredare spektrum än människor. Många fiskar gör också ljud. Anatomiskt skiljer sig inte fiskens inre öra från en persons inre öra, men fisken har inte ett yttre och mellanörat, så ljudvågor färdas genom hela kroppen till huvudet. Fiskar gör ljud med sin simblåsa.
Pomorfiskare är väl medvetna om ljuden från fisk. De vet hur man knackar på botten av båten eller klappar vattnet, vilket får fiskarna att simma åt rätt håll. De japanska fiskarna satte in fiskstim på näten och satte bambupinnar i vattnet och slog dem med en träklubba. I östliga länder vet fiskare hur man lockar fisk med onomatopoeia. De sätter fällor i vattnet och imiterar havets röster så skickligt att de lockar fisk precis till den plats där de är placerade. I Stilla havet lockar lokala fiskare till sig hajar genom att knacka på kokosnötskal.
Hastigheten för ljudutbredning i vatten är högre än i luft, så ljudöverföring från luft till vatten och vice versa är svår. Detta är en av anledningarna till att havet verkar "tyst". Således är den välkända "tystnadens värld" av Jacques-Yves Cousteau och det folkliga talesättet "stum som en fisk" helt enkelt fiktion.
Ungefär en procent av ljudenergin kan passera gränsen mellan luft och vatten. Den spelar rollen som en reflektor: luftvågor-ljud går tillbaka till luften och vattenvågor - till vattnet. Men dånet från valrossar och öronsälar som har dykt halvvägs ner i vattnet sprider sig genom vattnet, ljudöverföringen från kroppen som är nedsänkt i vattnet är hög. Därför kan sälar, när de ligger på isen, höra andra sälar i vattnet. Valrossar, sälar och fiskar har ett helt system som tar emot och sänder ljud, vilket har en viss biologisk betydelse och egna lokaliseringsdrag. Fiskar, som jagar på natten efter insekter som faller i vattnet, hittar dem med hjälp av hydroakustik.
Med det systematiska studiet av hydroakustik upptäcks fler och fler fiskarter som avger olika ljud. Med hjälp av vattnets producerade och reflekterade oscillerande rörelser lokaliserar fiskar i mörkret flytande organismer, olika hinder, forsar och vattenfall som finns på botten, i tjockleken och på havets yta. Perception utförs med hjälp av sidolinjen. Den sovjetiske fysiologen Frolov anser att sidolinjen hos fisk är huvudorganet som uppfattar ljud. Men sill till exempel har ingen sidolinje och uppfattar ljud med hjälp av hörselorgan. De starkaste ljuden av fisk görs av tre hjälpare av simblåsan, i vars väggar det finns speciella muskler. Bland dessa fiskar finns havssvalan och sjötuppen, kummel, medelhavsfizis, hav, många torskfiskar, gobies etc. Havstuppen gör särskilt starka ljud. Den lever på sandbotten nära stränderna, främst i Gula havet, även om den även finns i Svarta havet. Undervattensbettas kan sjunga på natten och på dagen året runt. Deras röst liknar grymtande eller ljud som uppstår när man gnuggar ett vått finger på en gummiballong, ibland liknar det kluckande och kluckande. Den uppblåsta simblåsan upptar hälften av fiskens bukhåla och består av två delar. Med en enhetlig sammandragning av muskelfibrer förändras förhållandena mellan delarnas volymer och bubblans väggar börjar vibrera, vilket skapar lågfrekventa vibrationer (upp till 200 hertz), men det händer att de når 2400 hertz. Hos unga fiskar är urinblåsan kortare än hos vuxna, och därför är tonen i deras "röster" lägre. När fiskare fångar gurn från trål hör de kaotiska ljud.
Hydroakustisk aktivitet uppvisas också av havfiskar. En lugn kväll eller på morgonen kan de höras. Myten om sirenernas sånger i Odyssey är tydligen inspirerad av ljuden från dessa fiskar. En gång jagade fiskare en nästan två meter lång ocien av ljuden den gjorde, som jägare som jagade vilt över kullar och klippor. Havshästar kännetecknas av parningsduetter. Starkt "röstade" Gula havet.
Det finns tillfällen då fisk sänder ut elektromagnetiska vågor. Det här är en liveradar. En av dem, mormirius, finns i Nilen och i andra vattendrag i Centralafrika. Denna fisk kommer aldrig in i nätet och känner närmandet av en person på långt håll. Den kallas också elefantfisken på grund av den långsträckta, som en snabel, framtill på huvudet. Elefantfisken gräver hellre ner i leran och eftersom den inte ser någonting runt omkring har naturen försett den med en radar. Ett elektriskt organ, som det var, är monterat i fiskens svans, som producerar en ström på flera volt. De elektromagnetiska vågorna som sänds av mormirius reflekteras från omgivande föremål och plockas upp av en mottagare placerad vid basen av ryggfenan. Fiender lyckas inte fånga denna fisk med överraskning.
Andra fiskar är också utrustade med radar, som den nordamerikanska sötvattenshymnarchus och hymnotisen, som lever i täta undervattenssnår. Om en hymnotid placeras mellan elektroder som är anslutna till ett oscilloskop kan de elektriska impulser som avges av den detekteras och registreras. Denna fisk styrs av radar.
Genom att analysera de karakteristiska fallen av ekolokalisering i naturen börjar vi med dess elementära manifestationer hos ryggradslösa djur och slutar med fladdermöss och delfiners mycket specialiserade ekolokaliseringsförmåga.
Det finns många ryggradslösa djur som gör ljud i vatten och på land, men bara ett fåtal har sin egen ekolokalisering. Ryggradslösa djur producerar bisarra ljud och använder ett brett utbud av ljud på ljudfrekvensskalan. Den första platsen bland dem är ockuperad av kräftdjur: Alpheus räkor, som knappt kan höra sina egna ljud, eftersom de inte har utvecklade hörselorgan. Dessa djur, 2 till 10 cm i storlek, lever i varma och subtropiska områden i världshavet, men finns också i Svarta havet. De bor på botten nära stränderna, men de gillar att röra på sig och samlas ibland i stort antal. Där det finns många av dem hörs sprakande dygnet runt, som påminner om en knackning på järnplåtar eller sprakande från brinnande tallved. Om dessa ljud fångas av en mikrofon placerad i vattnet, kommer de i luften att reproduceras som skott: det är inte för inte som japanerna kallar räkor "kanoncancer". Sådana ljud kan dränka havets brus med en tvåpunktsvåg och kan höras i två kilometer. Det är fortfarande omöjligt att prata om någon plats här, bara de ljud som görs spelar en skyddande roll. Små kräftdjur och fiskar tros dö vid ultraljudsfrekvenser mellan 100 000 och 135 000 hertz.
Den ljudproducerande apparaten ägs av havshummerkrabbor. De gör ljud som påminner om gnisslet från en mus. Hos vissa kräftdjur är det bara hanar som avger ljud, medan andra har signalkommunikation oavsett kön. Den krokiga matutakräftan i Indiska oceanen gnider sin klo mot skalets kant och ger ett ljud som liknar rösten från en syrsa, och ökenkräftan, som finns på Carolineöarna, avger ett skarpt tornskrik och förvandlas till en sänkning, när irriterad.
Bland insekter är det bara ett fåtal arter som primitivt använder ekolokalisering och lokalisering. Vattenbaggen använder ytvågor för orientering. Dess fångstorgan är speciella villi som ligger vid basen av antennerna. De ger skalbaggen obehindrad rörelse på vattenytan. Om antennernas nervändar skärs, kommer vattenälskaren att börja snurra runt akvariet, hålla fast vid vattnet men träffa väggarna.
Det kan antas att vissa insekter är kapabla till ultraljudsorientering. Ett bevis på detta är förmågan hos vissa nattaktiva insekter att lokalisera ultraljud från fladdermöss med sina hörselorgan. Väl inom räckhåll för en fladdermuss ekolod sprids små nattfjärilar i olika riktningar och försöker undvika en farlig lokaliseringszon. Detta liknar hur ett flygplan som upptäcks av en fientlig strålkastare försöker undvika upplyst utrymme. Andra nattfjärilar, bestrålade med ultraljudsvågen av en fladdermus, viker omedelbart sina vingar och faller till marken, vilket räddar dem från fara. Det finns några fjärilar som absorberar ultraljudsvågor i sitt håriga hölje, och några som, som svar på ultraljudsvågor, skickar elektriska signaler för att hjälpa dem att gömma sig. Sådana signaler spelas in på band, med vilka insekter vilseledar förföljare på samma sätt som flygplan vilseleder radar med hjälp av speciella metalliserade pappersband och folie utspridda över skrovfodret.
En levande lokaliserare - en fladdermus - kan upptäcka en tråd med en diameter på 0,18 mm på ett avstånd av 90 cm, även om den själv knappt når 10 g. Den upptäcker en tråd även när dess diameter är mycket mindre än längden på ultraljudsvågorna skickas.
Radarer är av stor betydelse, och utan tvekan är detta en av mänsklighetens betydande prestationer. Speciella radarinstallationer kan på bråkdelen av en sekund sända en bild av ett område på hundratals kvadratkilometer till skärmen. De fungerar helt klart, trots moln, dis och storm. Men med tanke på deras storlek och förbrukade energi förblir levande fladdermuslokalisatorer ojämförligt mer ekonomiska, exakta och effektiva.
Det bör noteras att ekolokalisering och läge i naturen är vanligare än vi tror. Under de senaste decennierna har det gjorts en intensiv studie av var fladdermöss och delfiner befinner sig. En persons förmåga till ekolokalisering har ännu inte studerats tillräckligt.
Låt oss som exempel ge ett enkelt fall av mänsklig ekolokalisering. I tjockt mörker vid kanten av en stenig strand rör sig en båt med fiskare genom sundet. De känner mycket väl platsen där de har passerat mer än en gång, de känner till varje slingrande av kanalen, men de ser inte något landmärke. Mörkret, omgivningarna är tysta, lugna och havet är lugnt. Med hjälp av en vanlig visselpipa eller bara en röst kan man relativt exakt bestämma avståndet till en sten, en klippa som sticker ut från vattnet eller till kusten. Fiskare som har använt denna metod försäkrar att de kan upptäcka en fyr 1 m i diameter i ett tjockt dis på ett avstånd av 200 m.
Ingen har lärt sig att använda ekolokalisering i vardagen som blinda. En blind sexårig pojke åkte fritt på en trehjuling på trottoaren. Han lyckades vända sig i tid för att inte krascha in i en vägg eller springa in i en person som gick mot honom. Det finns blinda människor som korsar gatan i en livlig stad, åker buss och spårvagn, och ingen kan vid första anblicken känna igen dem som blinda. Hur gör dom det? Det visar sig att deras fötter fungerar som ekolod. Ett skarpt och frekvent ljud kommer från skoningen av hälarna och den korta knackningen på käppen framför dig. Det skarpa klickandet av skor och käppar påminner om det sprakande ljudet från delfiner. Nära föremål reflekterar ljudet på samma sätt, och persiennens öra måste kunna särskilja nyanserna i det roterande blandade ekot.
Arbetet i den mänskliga hjärnan och örat är medvetet, medan det hos delfiner och andra djur anses vara halvreflex. Noggranna observationer av blinda visar att de nästan exakt gissar hinder på ett avstånd av cirka 2,1 m. De försäkrar att de känner och till och med ser händer och konturer av ansikten på skärmen. När huvudet och axlarna på blinda bands med tjockt tyg och läderhandskar sattes på händerna och lämnade öronen fria, reducerades det genomsnittliga avståndet på vilket de kunde gissa föremål till 1,5 m. Således blev huden på händerna och händer hjälper blinda att reproducera de reflekterade ljudvågorna. Men med fullständig isolering av öronen, när ansiktet och händerna var öppna, slutade blinda gissa hindren. Således bekräftades antagandet att huvudorganet som uppfattar ekot fortfarande är öronen. Hur perfekt är avkodningen av signaler i hjärnan, säger följande faktum. Under andra världskriget blev några erfarna ubåtsonaroperatörer så perfekta i sitt arbete att ljuden i apparaten avgjorde vart den prickiga ubåten rörde sig, när den ändrade hastighet, när den svängde. Fysiker vet att, enligt Dopplereffekten, är tonen hos vikande klingande föremål lägre, medan tonen hos närmande, tvärtom, är högre. Ljudet av konstant frekvens som utgår från ekolodet mot ett rörligt föremål ger ett variabelt eko, vars hastighet beror på föremålets rörelse. Tonen hos de modulerade frekvenserna mot det rörliga föremålet har karakteristiska nyanser. Med långvarig utbildning blir operatören en specialist som kan göra mycket noggranna upptagningar.
Ekolokaliseringen av fladdermöss och delfiner har fulländats under tusentals generationer. I deras hjärncentra har sådana reflexer bildats, med hjälp av vilka de kan urskilja en fluga på ett fladdrande löv eller snabbt fixa en simmande fisk mot bakgrunden av livlösa föremål. När det inte finns tid att göra sådana distinktioner, reagerar djur på vissa ljudnyanser med exakt definierade reflexåtgärder. I det ena fallet är detta önskan att undvika en kollision, vända tillbaka och återvända, i det andra behovet av att rusa framåt och snabbt ta bytet.
Ljud görs av amfibier och reptiler. Krokodiler vrålar och mumlar under parningssäsongen. Darwin påminde om sänkningen av Galapagos-ödlor hanar under parningen. De algätande leguanerna på Galapagosöarna väser mjukt. Den gulbukiga havsormen väser på samma sätt, som finns i hela Stilla havets och Indiska oceanens ekvatorialzon.
Vissa ormar har ett märkligt organ som fångar termiska infraröda vågor. Djuret visar en defensiv reaktion i den riktning som dikteras av offrets eller fiendens termiska strålning. Så familjen av amerikanska skallerormar kallas pit huggormar. Dessa ormar har ett par gropar framför ögonen, i vilka termolokatorer är placerade, som är en dubbelkammare, avdelad av ett tunt, 0,025 mm, membran. Termolokatorer är fyllda med nervceller och ändar. Nervceller tar upp temperaturskillnader upp till 0,2°C och våglängder upp till 0,001 m. Denna känslighet är mindre än känsligheten hos moderna förbättrade termolokatorer, som avslöjar avlägsna uppvärmda kroppar och osynliga stjärnor. De uppfattar infraröda strålar och kan känna av kalla och varma föremål mot varmare eller kallare bakgrunder. Så de hittar ett rörligt plan på himlen och ett isberg i vattnet. Skallerormen kan känna av föremål med en temperatur som är lägre eller högre än omgivningen.
Ekolokalisering har nyligen upptäckts hos nattaktiva guajaro-fåglar som lever i Centralamerika och på ön Trinidad. De, invånarna i mörka och långa grottor, lämnar dem på kvällen och återvänder på morgonen. Deras skarpa skrik på 7000 hertz kan uppfattas av det mänskliga örat. Sannolikt orienterar sig även kinesiska svalsalaganer, som häckar i grottor och klippor, på samma sätt.
Fladdermöss och delfiner är klassiska exempel på ekolokalisering hos däggdjur, även om det inte finns något samband mellan dem. Fladdermöss är en speciell grupp av flygande djur, medan delfiner är vattenlevande djur som andas med lungorna. Delfiner har en högt utvecklad hjärna.
Förekomsten av ekolokalisering hos fladdermöss upptäcktes 150 år tidigare än hos delfiner. Den första informationen om fladdermössens beteende togs emot av den italienska forskaren Spalanzani, som blev intresserad av orsakerna och möjligheten att förflytta olika djur i mörkret. 1793 gjorde han sina första experiment med ugglor och fladdermöss. Därmed upptäckte han
att ugglor blir helt hjälplösa i totalt mörker, och fladdermöss fortsätter att flyga, hur mörka de än är placerade. Detta förbryllade forskaren. Sedan blindade han mössen, släppte dem fri och fyra dagar senare fångade han och öppnade dem. De dissekerade exemplaren hade magarna fulla av insekter, precis som de seende. Samtidigt genomfördes experiment med fladdermöss av den svenske biologen Charles Zhurin, som menade att fladdermöss lätt klarar sig utan syn, men att hörselnedsättningen är dödlig för dem. Och sannerligen, så snart de var berövade sin hörsel, började de snubbla över alla hinder de mötte. Spalanzani var en fyndig och uppmärksam experimenterare. Han bevisade att orsaken till desorientering hos en fladdermus efter att öronen är igensatta inte är mekanisk irritation eller skada. Han uppfann tunna miniatyrrör, satte in dem i hörselgångarna på möss och noterade att de flyger normalt med dem, men så fort rören är fyllda med vax tappar djuren all orientering. Genom en hel rad experiment bevisade han att störningen av fladdermössens känsliga organ, med undantag för hörselorganet, inte spelar någon roll för deras flykt. Vid den tiden visste han ännu inte om ultraljud och kunde naturligtvis inte förstå hur öron tjänar dessa djur? År 1800 var det fortfarande omöjligt att svara på denna fråga. Spalanzanis upptäckt avvisades, förlöjligades och experiment förbjöds. Dåtidens obestridliga myndigheter uttryckte åsikten att fladdermöss har något slags beröringsorgan i vinghinnan. Bara i våra dagar har det bevisats att fladdermöss avger ultraljud, som dock innehåller väldigt få komponenter som knappt är märkbara för det mänskliga örat. De är dock så svaga att de dränks av vingljudet. Spalanzani noterade inte detta. Idag har detta bevisats med hjälp av elektroniska apparater. Röster från fladdermöss kan lätt höras av barn eftersom de är mer mottagliga för höga toner. Om du hittar en plats på kvällen varifrån fladdermöss kommer att flyga ut, då kan du med god hörsel och viss skicklighet höra deras röster. Exotiska köttätande fladdermöss gör högre ljud.
När en fladdermus flyger direkt mot ett hinder avger den 5-10 "tickar" per sekund. Men dessa är svaga "tickar" av höga toner, hörbara endast i fullständig tystnad och koncentrerad uppmärksamhet. Det finns två typer av ljud som avges av fladdermöss: konstant frekvens och modulärt. Fladdermöss är en grupp av djur i utveckling. Deras utveckling syftar till att förbättra flygning och ekolokalisering, vilket ger dem gynnsamma matningsförhållanden.
I Bulgarien finns det 25 arter av fladdermöss i tre familjer, och i världen finns det upp till 1000 arter, förenade i 2 underordningar och 16 familjer. Av våra fladdermöss tillhör fem arter hästskofamiljen. De har ett hudveck-membran nära näsan i form av en hästsko, som fungerar som ett munstycke och förstärkare för dem när de gör ljud. Signalerna från dessa möss är mycket enkla, de är nästan rena toner med en konstant frekvens från 60 till 1200 000 hertz. Varaktigheten av en individuell signal är från 50 till 100 millisekunder. Jämfört med signalerna från andra fladdermöss är de ganska långa.
Insektsätande fladdermöss har modulära frekvenssignaler. Under hela tiden (flera millisekunder) betjänas de av en hel oktav. En typisk nattlig fladdermusorienteringssignal innehåller 50 ljudvågor, mellan vilka inga två är identiska. Den börjar med den högsta tonen, når den lägsta och varar i 2 millisekunder. Ljudet från vissa tropiska fladdermöss kan bara fångas upp av de känsligaste instrumenten. De kallar sådana djur "viskare", de avger enkla signaler: en enda tick och tick.
En fladdermus som väger 7 g kan fånga 1 g insekter på en timme. Mindre djur, som väger 3,5 g, ökar sin vikt med 10 % på 15 minuter. De fångar upp till 175 myggor, var 6:e sekund - en mygga. Vid tiden för attacken befinner sig musen på ett avstånd av 60-90 cm från insekten.Under en lugn flygning avger den signaler i serie: 10-12 fästingar som varar 1-2 millisekunder vardera. Under laboratorieförhållanden ökar dess signaler framför hinder (skärm, nät, tejp) till 250 per sekund med intervaller på en millisekund. En sten eller en ihoprullad trasa som kastas upp i luften förföljs av musen (som ett byte) med snabbare signaler, men lämnar den efter att ha kört om den. Detta gör det möjligt att anse att fladdermöss jagar små flygande föremål rent reflexmässigt, utan att ha någon aning om föremålet.
Fladdermussignaler lyssnas på av enheter där de förvandlas till ett sprakande och gnisslande förstärkt av hörlurar; när fladdermöss flyger direkt på en höjd av 2 m från marken, hörs deras röster som "klapp-klapp-klapp" och är som ljudet från en liten motor. När djuret förföljer insekten blir ljudet det ger oftare och starkare. Detta ljud betyder att målet har upptäckts. Noggrannheten av ekolokalisering hos fladdermöss är fantastisk. Små fladdermöss träffar tråden när dess diameter överstiger 0,07 mm. Ett sådant föremål intresserar dem inte, det är konstgjort. Om diametern på tråden är 0,12 mm kan man observera riktningen av hindret av djuret.
1963 fann R. Karen att fladdermössens känslighet för främmande brus och ekon från andra källor överstiger perfekt radar med en faktor hundra. Och faktiskt, oroliga fladdermöss sprider sig i en mörk grotta så fort de skräms bort. Men med hög mättnad av signaler i ett litet utrymme känner varje fladdermöss igen sitt eget eko och, guidad av det i mörkret, springer den inte in i ett hinder (vägg) och undviker kollision med andra fladdermöss. Hon kommer aldrig att bli vilseledd av ett annat eko. Gåtan representeras av fladdermöss "viskare", som fångar insekter, småfåglar och ödlor som sitter orörliga på växternas grenar och blad. Deras lokaliseringsförmåga har ännu inte utforskats. Kanske uppfattar dessa möss mystiska biosignaler av en speciell frekvens som sänds ut av djuren själva.
Intressant nog kan 4 arter av fladdermöss fiska. När de flyger nära vattenytan doppar de då och då bakbenen i vattnet, på vilka det finns långa och krökta klor, som en rovfågel. Med dem tar djuren tag i en liten fisk, oftast på jakt på kvällen. I närvaro av dimma ovanför vattnet eller en mörk natt avger dessa möss signaler som påminner om signalerna från andra fladdermöss. Här kompliceras ekolokalisering av svårigheterna att övervinna ljudgränsen mellan vatten och luft. Eftersom ljudet faller i rät vinkel passerar 0,12 av ljudenergin genom vattnet, och när det kommer tillbaka går det tillbaka till luften och förlorar lite mer. Vilken bråkdel av 0,12 finns kvar, och vad får fladdermusen från det? Vi kommer att anta att den svullna simblåsan hos en fisk som simmar nära själva vattenytan spelar rollen som en ljudresonator och att ekolokaliseringsavståndet är mycket kort - bara några centimeter. Matematiska beräkningar, i analogi med känsligheten för ekolokaliseringen av andra fladdermöss, bevisar att det är möjligt att erhålla en tillbakaspridd signal.
Ännu mer intressant och komplex är ekolokaliseringsförmågan hos delfiner och späckhuggare och spermvalar nära dem. Delfiner anpassade sig till vattenmiljön för cirka 50 miljoner år sedan. Tidpunkten för uppkomsten av delfiner och dagens människoapor är nästan över. Moderna former av delfiner och valar har funnits i nästan 25 miljoner år. Tidiga valar hade små hjärnor. Djur anpassade till liv i vatten har en långsträckt andningskanal med en ventil för inandning och utandning. Det huvudsakliga ljudorganet hos delfiner är andningshålet med muskler och sackulära grenar. Med pipsignaler vibrerar vattnet och ventilen stängs. Blåshålet är brett, vilket tillåter en halv sekund att absorbera från 10 till 12 liter luft. Vissa författare uttrycker åsikten att bronkerna och alveolerna hos dessa djur utför akustiska funktioner. Vattenregimen har ålagt deras ljusegenskaper som är anatomiska och specifika till sin natur. Ungar, till exempel, föds till delfiner, inte huvudet först, utan svansen. Vid denna tidpunkt avger honan en speciell visselpipa som attraherar en annan hona, och hon kommer först till undsättning och hjälper henne att trycka upp barnet till ytan och för att han ska ta sitt första andetag. De första två veckorna är båda honorna nära barnet. När mamman får mat stannar hjälparen hos ungen. Delfiner älskar att leka nära fartyg. Vågorna som skapas av fartyget gör det lättare för dem att navigera. De glider över dem som barn på en släde eller som en cyklist som har lättare att följa en motorcykel. Men bullret från fartyget lockar också delfiner.
Delfiner är intelligenta, människovänliga djur. De lämpar sig väl för träning, svarar snabbt på kommandon, visselpipor, gester. Dessa djur har tre viktigaste egenskaper: en stor hjärna, en viss "intelligens" och en tendens att vara vän med människor. Ur detta uppstod tre huvudriktningar i deras studie: ekolokalisering, jämförelse av deras hjärnor med andra djurs hjärnor, experiment om kommunikation mellan delfiner och människor.
Delfiner tillhör ordningen valar. Det finns 50 arter av dem - marina och sötvatten. Sötvatten finns i Amazonas, Ganges och andra floder. Många experiment genomförs med långvingade flasknosdelfiner, vanliga i alla hav och oceaner, förutom vattnen i Arktis och Antarktis. Flaskdelfiner som lever i Svarta havet är de största delfinerna: längden når 310 cm och väger upp till 120 kg. I Svarta havet finns det även vittunnade delfiner, som är mindre än flasknosdelfiner: längd upp till 200 cm, medelvikt 53 kg. År 1947 var tillsynsmannen för Maryland Dolphinarium den första att uppmärksamma dessa djurs förmåga att lokalisera sig på natten, i mörkt vatten. På 1950-talet blev många forskare intresserade av delfinernas liv och framför allt av deras ekolokalisering.
I totalt mörker kan delfinen känna igen de minsta föremål som befinner sig på avsevärt avstånd från den. Delfinerna hittar omedelbart en bit mat i hemlighet placerad i ett av bassängens hörn. Simmar på vattenytan gör de ett semi-kvarrande, halvvisslande ljud, och under vattnet - många andra ljud, som i synnerhet också används för att kommunicera med sin egen sort. AG Tomilin skriver att en vanlig delfin från Svarta havet, som tas upp ur vattnet på däck, gör ljud som liknar ett surr till en barns melodi, en ankas kvackande, en katts jamande, en grodas kvakande och andra, varar upp till två sekunder.
Den karakteristiska signalen för flasknosdelfinen innehåller en serie snabba knarrande ljud; repeterbarhet av signaler - från 5 till 10 per sekund. Det kortaste ljudet av dessa delfiner har en varaktighet på cirka 0,001 s. Om dessa ljud återges kommer de att vara som när en blind mans käpp klickar på trottoaren. Detta klick låter i ungefär en tredjedel av en sekund. Den börjar på den lägsta tonen (som den bakåtriktade modulära signalen hos insektsätande fladdermöss) och når gradvis en hög frekvens, upp till 170 000 hertz, det vill säga 8 gånger den ton som det mänskliga örat kan uppfatta. Intervallet mellan signalerna som sänds av delfinen och mottagningen av ekot indikerar avståndet till objektet. Det antas att nyanserna i ekot avslöjar inte bara avståndet till objektet som befinner sig, utan också dess form, volym och andra egenskaper. Delfiner kan göra sådana skillnader.
När de träffar sina vänner avger delfiner visslande signaler inom ett område av ljud som nästan hörs för människor, som varar från en halv till tre sekunder. Om vi kombinerar knarr och klick till signaler av samma ordning, så kommer knarrande och visslande att vara signaler av en annan ordning: de första är kortare, de andra är ganska långa. Många forskare delar delfinernas klickande och visslande. Om de klickliknande signalerna har en ren platsbetingad betydelse och kan sändas samtidigt eller i serie med hög hastighet, så uttrycker visslingen ett känslomässigt tillstånd och får ofta karaktären av ett samtal. Barnet och mamman, när de är åtskilda från varandra, gör en visselpipa och träffas snart. Delfiner kan också växla mellan att klicka och vissla.
Dr. Kenyed Noris talade om experiment med en flasknosdelfin med smeknamnet Alice vid University of Los Angeles (Kalifornien), där han var lärare i zoologi. Han och Dr Ronald Turner lärde Alice att skilja mellan två stålkulor. När hon valde en stor boll fick hon en fisk. Efter att ha haft ögonbindel för Alice började de gradvis öka storleken på den lilla bollen, tills bollarna skilde sig med 6 cm. I det senaste experimentet användes bollar med diametrar på 6,35 och 5,71 cm. Personen kunde knappt fånga skillnaden mellan dem. Delfinen, med ögonbindel, gjorde ett ganska korrekt val. Med en skillnad i diametern på bollarna upp till 2,5 cm gjorde han inte ett enda misstag under hundra repetitioner av experimentet. På slutet rapporterar Noris att delfiner också kan urskilja två bollar av exakt samma storlek, men den ena är gjord av tenn, den andra är gjord av plast.
1965 gjorde William Schafil och hans fru Barbara Lawrence ytterligare ett experiment som var tänkt att svara på frågan om en delfin kunde hitta döda fiskar med hjälp av ekolokalisering och på vilket avstånd. Experimenten utfördes på natten. Nära stranden satt en man i en båt och höll orörlig en död fisk, flera centimeter täckt av vatten. En delfin hittade en båt och fick en fisk. Experiment har visat att delfiner, med hjälp av ekot från sina ljudsignaler, kan upptäcka så små föremål som en 15-centimeters fisk, och särskilja ljudet av ekot från stranden, botten, stenar, vattenvegetation gömd i vattnet, från en båt sjunken i vattnet och ett nät som stod i vattnet vinkelrätt mot båten. Studier av sovjetiska forskare har visat att delfiner, tack vare ekolokalisering, på avstånd urskiljer den erbjudna fisken eller kaviaren, vilket är en stor delikatess för dem.
År 1965, på Bahamas, där havets buller är betydande, när man utförde komplexa tekniska uppgifter, användes ekolokaliseringsförmågan hos två tidigare tränade delfiner, Dolly och Dina. Vid ett undervattensforskningscenter i Kalifornien dök en tränad delfin till ett djup av 60 m, bar post, mat och räddade även dykare som hade tappat vägen när de hörde deras signaler över en spole av nylonrep.
Dr. Bastiani från University of Deifis (Kalifornien) lärde två delfiner - Baz och Doris - att trycka två ventiler under vatten med ljussignaler. En kort signal fick delfinen att trycka på den vänstra ventilen och en lång på den högra ventilen. Baz gjorde det först, Doris efter honom. Under det tredje experimentet placerades en barriär mellan delfinerna. Doris såg ljuskommandot när strålkastarna tändes och utan att tänka efter gjorde hon en rad ljud. Med fokus på henne hittade Baz en diarré utan att vänta på hans kommando, medan Doris förde henne diarré först efter honom, för vilket båda delfinerna fick en fisk.
En tigerhaj släpptes ut i flasknosdelfinpoolen. När hon närmade sig delfinerna gjorde de ett ljud som påminde om skällande. Snart rusade flera delfiner till hajen – och hon dog. Runt henne slog djuren hajen med sina vassa nosar. Det bör noteras att från svärdfisken, som är mycket större och farligare än hajen, kan delfiner bara fly genom flygning.
Med hjälp av ekolokalisering skiljer delfiner inte bara små och stora, levande och döda fiskar, utan också olika material: metall- och plastkulor, mässing och aluminium. Denna extraordinära förmåga att särskilja delfiner är ett av naturens mysterier.
Jacques-Yves Cousteau, som arbetade med delfiner och skrev en bok om dem, konstaterar att en gång en delfin med ogenomskinliga ögonmusslor upptäckte och hoppade ett rep som sträckte sig 3 m över vattnet. Det är svårt att avgöra hur han lyckades göra detta, eftersom ultraljuden ändrades och avvek två gånger för varje medium med olika densiteter. Vi har redan talat om den svaga kapaciteten hos gränslinjen mellan vatten och luft. Förekomsten av riktningssökningstekniker med ultraljud hos delfiner är inte mycket kraftfullare än hos fladdermöss, men deras fokusering av objekt är mycket mer exakt. Vissa forskare hävdar att fettvävnaden på framsidan av delfinens huvud fungerar som en lins för att koncentrera returnerade ultraljud i strålen. En spegel i fysiken, ett exakt fokus på ett givet objekt, innebär en exakt bestämning av avståndet till det. Hur beräknade då delfinen i grunden höjden på repet och gav en viss impuls till sin kropp, medan den fortfarande var i vattnet, för att hoppa över den? Hur upptäckte och spårade han det reflekterade ultraljudet samtidigt? När allt kommer omkring var repet spänt ganska högt. Ett vanligt delfintrick är att hoppa över vatten. Samtidigt använder delfinen sin förmåga att navigera lika bra både i vatten och i luften och korrigerar avstånden och styrkan i sina hopp med stor noggrannhet.
Ett annat av mysterierna i samband med ekolokalisering hos delfiner är att de glider ut ur täta nät. Hur hoppar djur över dem, eller hur hittar de stora hål i dem? Hur hittar de dessa hål? Varför hoppar inte nätverk med en stor mesh över utan trasslar in sig i dem? Och slutligen är det mest oförklarliga mysteriet med delfiners beteende att de aldrig attackerar människor, även om de tvingas dö. Men dessa djur har alla möjligheter att komma bort från människor. Den muskulösa svansen kan kasta en hundra kilogram kropp av ett djur vertikalt upp 3 m över vattnet. Ett lätt slag med svansen skulle vara dödligt för en människa. En nyzeeländsk delfin som heter Opo är van vid att leka med badande barn. Om något barn blev oförskämt mot henne simmade hon bara åt sidan och slog vattnet med svansen i missnöje. E. Champi berättade historien om hur en jägare en gång fångade en liten delfin. Jägaren omgavs omedelbart av störda delfiner, men de försökte inte attackera. Jägaren nådde lugnt båten och seglade iväg med den fångna delfinen. Den desperata mamman följde efter båten. När hon steg över vattnet tittade hon på delfinen, men gjorde ingenting för att rädda honom.
Litteraturens sidor berättade också om ett experiment där elektroder infördes i hjärnan på 29 delfiner. Djur uthärdade orubbligt smärta, och ingen av delfinerna visade aggressivitet mot människor.
En internationell konvention förbjuder strängt att döda delfiner i Svarta havet i syfte att utvinna späckkött.
Enligt ny information och erfarenheter är rovvalar - späckhuggare - precis som delfiner, lätta att tämja och träna. Vissa forskare talar till och med om sin överlägsenhet gentemot delfiner. Späckhuggarhonan Shamu visade sig vara en kapabel student. Hon lät sig sätta på sig ett bälte som spändes runt hennes kropp och hölls av en person. Sedan dök späckhuggaren och mannen tillsammans och gjorde ett hopp i luften. Tränaren kunde till och med stoppa in huvudet mellan Shamus fruktansvärda käkar, och när han dykte höll han sig i hennes läppveck. 1963 genomfördes experiment vid Kaliforniens kust för att söka efter sjunkna föremål med hjälp av späckhuggare på upp till 350 m djup.
Enligt vissa rapporter blev det känt att späckhuggare kan dyka till ett djup av 1000 m. Den praktiska innebörden av dessa experiment är obestridlig. Tränade delfiner och andra valar, med exceptionella ekolokaliseringsförmåga, högt utvecklade hjärnor och fysiska förmågor, kan vara oumbärliga hjälpare för människor.
Ekolokaliseringen av delfiner är en komplex och perfekt anpassning av dem, som inte kan jämföras med ekolokaliseringsförmågan hos mer primitiva djur, inklusive ekolokalisering av fladdermöss. Ekolokalisering av delfiner har förts till nivån för ett nytt kognitivt verktyg, förbättrat under miljontals år i förhållandena för vattenregimen tack vare den högt utvecklade hjärnan hos dessa djur.
1) Vilka system reglerar djurkroppens aktivitet? 2) Vilken roll har nervsystemet? 3) Hur är nervsystemets struktur? 4) Vad ärreflex Vad är reflexer? 5) Vilka djur har ett retikulerat nervsystem? 6) Hur är nervsystemet hos en daggmask uppbyggt? 7) Berätta om strukturen i nervsystemet hos ryggradsdjur. 8) Vilka avdelningar urskiljs i hjärnan hos ryggradsdjur? 9) Vilka delar av hjärnan är bäst utvecklade hos däggdjur och varför? 10) Vad är hjärnbarken, vilken betydelse har den? 11) Vad är hormoner? 12) Vilka körtlar som utsöndrar hormoner känner du till hos djur? 13) Vad är tillväxtämnen och hur påverkar de växten? SÄG SNÄLLA)
1) Vilken roll har nervsystemet? 2) Hur är strukturen i nervsystemet? 3) Vad är en reflex? Vad är reflexer? 4)Vilka djur har ett retikulerat nervsystem?
5) Hur är daggmaskens nervsystem uppbyggt?
6) Berätta om strukturen i nervsystemet hos ryggradsdjur?
7) Vilka avdelningar urskiljs i hjärnan hos ryggradsdjur?
8) Vilka delar av hjärnan är bäst utvecklade hos däggdjur och varför?
9) Vad är hjärnbarken? Vad är dess betydelse?
10) Vad är hormoner?
11) Vilka körtlar som utsöndrar hormoner känner du till hos djur?
12) Vad är tillväxtämnen och hur påverkar de växten?
1-vad är ett organ? ge exempel. Vilka är reproduktionsorganen hos växter och djur? 3-vad är fotosyntes?4-Vad är en artär?
Vilka djur kallas kallblodiga?
6-vilka typer av andning är karakteristiska för dessa djur: insekter; groda; fiskar? 7-vilken roll spelar det yttre skelettet? Ge exempel på levande organismer.
8-Vad är befruktning?
9-lista sätten för asexuell reproduktion. Ge exempel.
1) Vad är vitaminer? Hur kommer de in i kroppen? Vilka är deras roller i kroppen?2) Vad är avitaminos? Vilken avitaminos känner du till, vilka är deras tecken? Hur kan de undvikas?
3) Varför behöver människor mat av animaliskt och vegetabiliskt ursprung? Hur ska maten tillagas så att den behåller maximal mängd vitaminer?
4)
socker, salt, läsk, ättiksyra och många andra) består av något: föremål är gjorda av vissa detaljer, dessa detaljer är gjorda av ämnen och ämnen är i sin tur gjorda av de minsta partiklarna - molekyler och atomer. Atomer och molekyler, som interagerar med varandra, bildar nya, mer komplexa ämnen. De minsta partiklarna, som interagerar med varandra, bildar ett system. Samverkande delar av systemet kallas element i detta system. Ju mer interagerande element utgör systemet, desto mer komplext är det. Kom ihåg åtminstone olika konstruktörer. Ju fler detaljer de har, desto svårare och mer tidskrävande blir monteringen. Detaljer om olika enheter och mekanismer, delar av organismer interagerar med varandra. Som ett resultat av denna interaktion fungerar enheterna normalt och vitala processer äger rum i kroppen. Både enheten och kroppen är system som fungerar på grund av samverkan mellan delar eller organ. Men enheten är ett icke-levande system, och organismen är vid liv. Eftersom vi studerar biologi kommer vi att intressera oss för levande system, d.v.s. organismer. Ett exempel på ett inte det mest komplexa systemet i kroppen är den mänskliga handen. Den består av ben, muskler, ligament. Berövad på minst ett av de ingående delarna kommer handen inte att kunna fungera. Handen är ett delsystem (element) i ett mer komplext system "den mänskliga kroppen". Ögon och öron, hjärna och hjärta, skelett och muskler är beståndsdelarna i "man"-systemet. Tillsammans fungerar de förvånansvärt bra och bildar en organism, även om vart och ett av organen har sina egna strukturella egenskaper. Endast genom att interagera bildar enskilda organ en fullvärdig organism och säkerställer dess långa och välkoordinerade arbete. Det är viktigt att förstå en tanke till: egenskaperna hos alla system skiljer sig från egenskaperna hos de element som utgör systemet. Så till exempel kan ett löv som är separerat från en växt inte skapa organiska ämnen, eftersom vatten från rötterna inte kommer in i det. En cell utan kärna kan inte föröka sig. Många liknande exempel kan nämnas för att bevisa att systemet får nya egenskaper som de element som utgör detta system inte hade. Använda innehållet i texten "Vad är ett system?" och kunskap om skolbiologikursen, svara på frågorna och slutföra uppgiften. 1) Vilket är huvudförutsättningen för systemets uppkomst? 2) Vad är skillnaden mellan "hand"-systemet och "muskel"-systemet ur anatomisk synvinkel? 3) Använd exemplet med strukturen hos en blomma, bevisa att detta är ett system. HJÄLP I MORGON GIA
Och delfiner avger ultraljud. Varför behövs detta och hur fungerar det? Låt oss titta på vad ekolokalisering är och hur det hjälper djur och till och med människor.
Vad är ekolokalisering
Ekolokalisering, även kallat biosonar, är ett biologiskt ekolod som används av flera djurarter. Ekolokaliserande djur utstrålar signaler till omgivningen och lyssnar på ekon av de samtal som returneras från olika föremål nära dem. De använder dessa ekon för att hitta och identifiera objekt. Ekolokalisering används för navigering och för foder (eller jakt) under olika förhållanden.
Funktionsprincip
Ekolokalisering är detsamma som aktivt sonar, som använder ljud som produceras av djuret självt. Rangering görs genom att mäta tidsfördröjningen mellan djurets egen ljudemission och eventuella ekon som återkommer från omgivningen.
Till skillnad från vissa mänskliga ekolod, som förlitar sig på extremt smala strålar och flera mottagare för att lokalisera ett mål, baseras djurekolokalisering på en sändare och två mottagare (öron). Ekon som återvänder till de två öronen anländer vid olika tidpunkter och vid olika volymnivåer, beroende på placeringen av föremålet som genererar dem. Skillnader i tid och volym används av djur för att uppfatta avstånd och riktning. Med ekolokalisering kan en fladdermus eller annat djur se inte bara avståndet till ett föremål, utan också dess storlek, vilken typ av djur det är och andra egenskaper.
Fladdermössen
Fladdermöss använder ekolokalisering för navigering och födosökning, ofta i totalt mörker. De dyker vanligtvis upp från sina sovplatser i grottor, vindar eller träd i skymningen och jagar insekter. Tack vare ekolokalisering har fladdermöss en mycket fördelaktig position: de jagar på natten när det finns många insekter, det är mindre konkurrens om maten och det finns färre arter som kan förgripa sig på fladdermössen själva.
Fladdermöss genererar ultraljud genom struphuvudet och avger ljud genom sin öppna mun eller, mycket mindre vanligt, näsan. De avger ljud som sträcker sig från 14 000 till över 100 000 Hz, mestadels utanför det mänskliga örat (typiskt mänskligt hörselområde är 20 Hz till 20 000 Hz). Fladdermöss kan uppskatta rörelsen av mål genom att tolka mönster som orsakas av reflektioner av ekon från en speciell hudflik i ytterörat.
Enskilda arter av fladdermöss använder ekolokalisering i specifika frekvensband som är lämpliga för deras livsvillkor och bytestyper. Detta har ibland använts av forskare för att identifiera arterna av fladdermöss som bor i området. De spelade helt enkelt in sina signaler med ultraljudsregistratorer som kallas fladdermusdetektorer. Under de senaste åren har forskare i flera länder utvecklat fladdermuskallbibliotek som innehåller register över inhemska arter.
Havsvarelser
Biosonar är värdefullt för underordningen tandvalar, som inkluderar delfiner, späckhuggare och kaskeloter. De lever i en undervattensmiljö som har gynnsamma akustiska egenskaper och där synen är extremt begränsad på grund av vattnets grumlighet.
De mest betydelsefulla tidiga resultaten i att beskriva delfinekolokalisering uppnåddes av William Shevill och hans fru Barbara Lawrence-Shevill. De ägnade sig åt att mata delfiner och märkte en gång att de otvetydigt hittade fiskbitar som tyst föll i vattnet. Denna upptäckt följdes av ett antal andra experiment. Hittills har delfiner visat sig använda frekvenser från 150 till 150 000 Hz.
Ekolokaliseringen av blåvalar har studerats mycket mindre. Hittills har bara antaganden gjorts om att valarnas "sånger" är ett sätt att navigera och kommunicera med släktingar. Denna kunskap används för att räkna populationen och för att spåra dessa marina djurs migrationer.
gnagare
Det är tydligt vad ekolokalisering är hos marina djur och fladdermöss, och varför de behöver det. Men varför behöver gnagare det? De enda landlevande däggdjuren som kan ekolokalisera är två släkten smussmusslor, teireks från Madagaskar, råttor och slittänder. De avger en serie ultraljudspip. De innehåller inga ekolokaliseringssvar med efterklang och verkar användas för enkel rumslig orientering på nära håll. Till skillnad från fladdermöss använder näbbmusar endast ekolokalisering för att studera bytesmiljöer och inte för att jaga. Med undantag för stora och därmed mycket reflekterande föremål (som en stor sten eller trädstam) är de förmodligen inte kapabla att riva upp ekoscener.
Det mest begåvade ekolodet
Förutom dessa djur finns det andra som kan delta i ekolokalisering. Det här är några fågelarter och sälar, men de mest sofistikerade ekolodet är fiskar och lamprägor. Tidigare ansåg forskare att fladdermöss var de mest kapabla, men under de senaste decennierna har det blivit tydligt att så inte är fallet. Luftmiljön är inte gynnsam för ekolokalisering - till skillnad från vatten, där ljud divergerar fem gånger snabbare. Fiskens ekolod är sidolinjens organ, som uppfattar omgivningens vibrationer. Används för både navigering och jakt. Vissa arter har också elektroreceptorer som tar upp elektriska vibrationer. Vad är ekolokalisering av fisk? Det är ofta synonymt med överlevnad. Hon förklarar hur blinda fiskar kunde leva till en respektabel ålder – de behövde inte syn.
Ekolokalisering hos djur har hjälpt till att förklara liknande förmågor hos synskadade och blinda. De navigerar i rymden med hjälp av klickande ljud de gör. Forskare säger att sådana korta ljud avger vågor som kan jämföras med ljuset från en ficklampa. För närvarande finns det för lite data för att utveckla denna riktning, eftersom kapabel ekolod bland människor är en sällsynthet.
