Όλοι γνωρίζουν ότι οι νυχτερίδες και τα δελφίνια εκπέμπουν υπερήχους. Γιατί χρειάζεται αυτό και πώς λειτουργεί; Ας δούμε τι είναι η ηχοεντοπισμός και πώς βοηθάει τα ζώα, ακόμη και τους ανθρώπους.
Τι είναι ηχολογικός εντοπισμός
Το Echolocation, που ονομάζεται επίσης biosonar, είναι ένα βιολογικό σόναρ που χρησιμοποιείται από πολλά είδη ζώων. Τα ηχοεντοπιζόμενα ζώα εκπέμπουν σήματα στο περιβάλλον και ακούνε τις ηχώ εκείνων των κλήσεων που επιστρέφονται από διάφορα αντικείμενα κοντά τους. Χρησιμοποιούν αυτές τις ηχώ για να βρουν και να αναγνωρίσουν αντικείμενα. Η echolocation χρησιμοποιείται για πλοήγηση και για αναζήτηση τροφής (ή κυνήγι) σε διάφορα περιβάλλοντα.
Αρχή λειτουργίας
Η ηχοεντοπισμός είναι το ίδιο με το ενεργό βυθόμετρο, το οποίο χρησιμοποιεί ήχους που παράγονται από το ίδιο το ζώο. Η εμβέλεια γίνεται μετρώντας τη χρονική καθυστέρηση μεταξύ της εκπομπής ήχου του ίδιου του ζώου και τυχόν ηχών που επιστρέφουν από το περιβάλλον.
Σε αντίθεση με ορισμένα ανθρωπογενή σόναρ που βασίζονται σε εξαιρετικά στενές δέσμες και πολλαπλούς δέκτες για τον εντοπισμό ενός στόχου, ο ηχολογικός εντοπισμός των ζώων βασίζεται σε έναν πομπό και δύοδέκτες (αυτιά). Οι ηχώ που επιστρέφουν στα δύο αυτιά φτάνουν σε διαφορετικούς χρόνους και σε διαφορετικά επίπεδα έντασης, ανάλογα με τη θέση του αντικειμένου που τις δημιουργεί. Οι διαφορές στο χρόνο και τον όγκο χρησιμοποιούνται από τα ζώα για να αντιληφθούν την απόσταση και την κατεύθυνση. Με την ηχοεντοπισμό, μια νυχτερίδα ή άλλο ζώο μπορεί να δει όχι μόνο την απόσταση από ένα αντικείμενο, αλλά και το μέγεθός του, τι είδους ζώο είναι και άλλα χαρακτηριστικά.
Νυχτερίδες
Οι νυχτερίδες χρησιμοποιούν ηχοεντοπισμό για πλοήγηση και αναζήτηση τροφής, συχνά στο απόλυτο σκοτάδι. Συνήθως βγαίνουν από τα κοτσάνια τους σε σπηλιές, σοφίτες ή δέντρα το σούρουπο και κυνηγούν έντομα. Χάρη στον ηχολογικό εντοπισμό, οι νυχτερίδες βρίσκονται σε πολύ πλεονεκτική θέση: κυνηγούν τη νύχτα όταν υπάρχουν πολλά έντομα, υπάρχει λιγότερος ανταγωνισμός για τροφή και υπάρχουν λιγότερα είδη που μπορούν να λεηλατήσουν τις ίδιες τις νυχτερίδες.
Οι νυχτερίδες παράγουν υπερήχους μέσω του λάρυγγά τους και εκπέμπουν ήχο μέσω του ανοιχτού στόματός τους ή, πολύ λιγότερο συχνά, της μύτης τους. Εκπέμπουν ήχο που κυμαίνεται από 14.000 έως πάνω από 100.000 Hz, κυρίως έξω από το ανθρώπινο αυτί (το τυπικό εύρος ακοής του ανθρώπου είναι 20 Hz έως 20.000 Hz). Οι νυχτερίδες μπορούν να μετρήσουν την κίνηση των στόχων ερμηνεύοντας μοτίβα ηχούς από ένα ειδικό κομμάτι δέρματος στο εξωτερικό αυτί.
Ορισμένα είδη νυχτερίδων χρησιμοποιούν ηχοεντοπισμό σε ορισμένες ζώνες συχνοτήτων που ταιριάζουν με τις συνθήκες διαβίωσης και τους τύπους θηραμάτων τους. Αυτό έχει χρησιμοποιηθεί μερικές φορές από ερευνητές για να αναγνωρίσουν τα είδη των νυχτερίδων που κατοικούν στην περιοχή. Αυτοί απλάκατέγραψαν τα σήματα τους χρησιμοποιώντας καταγραφείς υπερήχων γνωστούς ως ανιχνευτές νυχτερίδων. Τα τελευταία χρόνια, ερευνητές από πολλές χώρες έχουν αναπτύξει βιβλιοθήκες κλήσεων νυχτερίδων που περιέχουν αρχεία ιθαγενών ειδών.
Ζώα της θάλασσας
Το Το Biosonar είναι πολύτιμο για την υποκατηγορία των οδοντωτών φαλαινών, που περιλαμβάνει δελφίνια, φώκαινες, φάλαινες δολοφόνους και σπερματοφάλαινες. Ζουν σε έναν υποθαλάσσιο βιότοπο που έχει ευνοϊκά ακουστικά χαρακτηριστικά και όπου η όραση είναι εξαιρετικά περιορισμένη λόγω της θολότητας του νερού.
Τα πιο σημαντικά πρώτα αποτελέσματα στην περιγραφή της ηχοεντοπισμού των δελφινιών επιτεύχθηκαν από τον William Shevill και τη σύζυγό του Barbara Lawrence-Shevill. Ασχολήθηκαν με το τάισμα των δελφινιών και κάποτε παρατήρησαν ότι βρίσκουν αναμφισβήτητα κομμάτια ψαριού που έπεσαν σιωπηλά στο νερό. Αυτή η ανακάλυψη ακολουθήθηκε από μια σειρά από άλλα πειράματα. Μέχρι στιγμής, έχει βρεθεί ότι τα δελφίνια χρησιμοποιούν συχνότητες που κυμαίνονται από 150 έως 150.000 Hz.
Η ηχοεντοπισμός των μπλε φαλαινών έχει μελετηθεί πολύ λιγότερο. Μέχρι στιγμής, γίνονται μόνο υποθέσεις ότι τα «τραγούδια» των φαλαινών είναι ένας τρόπος πλοήγησης και επικοινωνίας με συγγενείς. Αυτή η γνώση χρησιμοποιείται για την καταμέτρηση του πληθυσμού και την παρακολούθηση των μεταναστεύσεων αυτών των θαλάσσιων ζώων.
Τρωκτικά
Είναι ξεκάθαρο τι είναι η ηχοεντοπισμός στα θαλάσσια ζώα και τις νυχτερίδες και γιατί τη χρειάζονται. Γιατί όμως το χρειάζονται τα τρωκτικά; Τα μόνα χερσαία θηλαστικά που είναι ικανά για ηχοεντοπισμό είναι τα δύο γένη των σαρακιών, οι teireks της Μαδαγασκάρης, οι αρουραίοι και τα δόντια του πυριτόλιθου. Εκπέμπουν μια σειρά από τριξίματα υπερήχων. Δεν περιέχουν αντηχητικές αποκρίσεις ηχοεντοπισμού και φαίνεται να χρησιμοποιούνται για απλό χωρικό προσανατολισμό σε κοντινή απόσταση. Σε αντίθεση με τις νυχτερίδες, οι μύες χρησιμοποιούν ηχοεντοπισμό μόνο για να μελετήσουν τα ενδιαιτήματα των θηραμάτων και όχι για να κυνηγήσουν. Εκτός από μεγάλα και επομένως εξαιρετικά ανακλαστικά αντικείμενα (όπως ένας μεγάλος βράχος ή κορμός δέντρου), πιθανότατα δεν είναι σε θέση να ξετυλίξουν σκηνές ηχούς.
Οι πιο ταλαντούχοι βυθομετρητές
Εκτός από τα αναφερόμενα ζώα, υπάρχουν και άλλα ικανά για ηχοεντοπισμό. Αυτά είναι μερικά είδη πουλιών και φώκιες, αλλά τα πιο εξελιγμένα ηχώ είναι τα ψάρια και οι λάμπες. Παλαιότερα, οι επιστήμονες θεωρούσαν τις νυχτερίδες ως τις πιο ικανές, αλλά τις τελευταίες δεκαετίες έγινε σαφές ότι αυτό δεν ισχύει. Το ατμοσφαιρικό περιβάλλον δεν ευνοεί την ηχοεντοπισμό - σε αντίθεση με το νερό, στο οποίο ο ήχος αποκλίνει πέντε φορές πιο γρήγορα. Το σόναρ των ψαριών είναι το όργανο της πλάγιας γραμμής, που αντιλαμβάνεται τις δονήσεις του περιβάλλοντος. Χρησιμοποιείται τόσο για πλοήγηση όσο και για κυνήγι. Ορισμένα είδη έχουν επίσης ηλεκτρουποδοχείς που συλλαμβάνουν ηλεκτρικούς κραδασμούς. Τι είναι η ηχοεντοπισμός ψαριών; Συχνά είναι συνώνυμο της επιβίωσης. Εξηγεί πώς τα τυφλά ψάρια μπορούσαν να ζήσουν σε μεγάλη ηλικία χωρίς να χρειάζονται όραση.
Η ηχοεντοπισμός στα ζώα έχει βοηθήσει να εξηγηθούν παρόμοιες ικανότητες σε άτομα με προβλήματα όρασης και τυφλούς. Πλοηγούνται στο διάστημα με τη βοήθεια των ήχων που κάνουν κλικ. Οι επιστήμονες λένε ότι τόσο σύντομοι ήχοι εκπέμπουν κύματα πουμπορεί να συγκριθεί με το φως ενός φακού. Προς το παρόν, υπάρχουν πολύ λίγα δεδομένα για να αναπτυχθεί αυτή η κατεύθυνση, καθώς το ικανό σόναρ μεταξύ των ανθρώπων είναι κάτι σπάνιο.
