Auzim doar furtunile de aripi, de fapt, într-o mănăstire subterană, suna un cor pe monstru ... Ian Lindblad. În marginea caprinelor
Îți poți imagina ce zgomot teribil s-ar întâmpla dacă te-ai trezit brusc printre mii de avioane ale căror motoare sunt la capacitate maximă? Probabil, este foarte dificil să ne imaginăm o astfel de situație. Dar să facem o mică fantezie. În primul rând, presupuneți că vă aflați într-o peșteră, unde sunt pline de lilieci (cu toate acestea, aceasta nu este o fantezie). Acum, să presupunem că, după ce ați intrat în peșteră, ați dobândit brusc capacitatea de a auzi semnalele de frecvență ultrasonică, adică cele ale căror frecvențe depășesc 20 kilohertzi. Dacă s-ar întâmpla toate acestea, probabil că ar fi trebuit să suferiți o senzație destul de neplăcută. Voi fi pur și simplu uimiți de un vuiet groaznic, izvorul căruia erau micii aripi ai locuitorilor din peșteră. Faptul este că intensitatea strigătelor ultrasonice ale multor specii de lilieci la o distanță de 10 centimetri de capul animalului ajunge la 110-120 decibeli. Aproximativ același zgomot, dar în intervalul de frecvență audibilă produce un motor de aeronavă la o distanță de 1 metru. Pentru comparație, trebuie remarcat faptul că nivelul volumului de 130 de decibeli și de mai sus cauzează o persoană durere.
Înainte de a explica abilitățile uimitoare ale liliecilor la un țipăt atât de asurzitor, să ne amintim câteva dintre proprietățile ultrasunetelor.
Una dintre caracteristicile ultrasunete este cea care poate fi radiată sub forma unui fascicul îngust aproape paralel. În timp ce sunetele din intervalul audibil tind să radieze în toate direcțiile. Aceasta este proprietatea ultrasunetelor explicabile din punct de vedere al difracției globale a undelor.
Posibilitatea de a forma grinzi cu ultrasunete vă permite să concentrați energia semnalului într-un anumit loc. Intensitatea ultrasunetelor crește proporțional cu pătratul frecvenței de oscilație și, prin urmare, prin creșterea frecvenței, este relativ ușor de obținut ultrasunete de putere enormă. Cu toate acestea, o cantitate mare de energie cu ultrasunete se pierde atunci când trece prin mediul în legătură cu care semnalul se descompune rapid.
Din ceea ce sa spus, este clar de ce liliecii sunt atât de ușor capabili să radieze semnale intense de directivitate ridicată. De asemenea, este clar că semnalele de intensitate mai mică ar fi pierdute în aer, împiedicând animalele să folosească una dintre căile uimitoare de orientare în spațiu - ecolocație.
Liliecii au fost mult timp un obiect clasic de studiu al animalelor Ecoul și „sonar“ lor a devenit, probabil, cel mai popular subiect de diverse articole și publicații cu privire la „brevete ale naturii.“ Istoria descoperirii, sau mai degrabă, studiul echolocării, a fost în jur de aproape 200 de ani și datează din anii 90 ai secolului al XVIII-lea.
Profesor la Universitatea din orașul italian Pavia Lazaro Spallanzani nu mai era tânăr când a devenit primul interesat de capacitatea animalelor nocturne găsi drumul în întuneric. Printre colegii săi, omul de știință de atunci a fost suficient de cunoscut pentru lucrările sale în diverse domenii ale științei naturale.
Primele experimente realizate de Spallanzani în 1793. Mai întâi a stabilit că liliecii se mișcă liber într-o cameră întunecată, în care chiar și animale de noapte aparent ascuțite ca bufnițele sunt neajutorate. Spallanzani a decis că întregul secret se află în acuitatea vizuală extremă a liliecilor, permițându-le să navigheze în întuneric total. Pentru a-și testa ipoteza, el, orbit de mai multe lilieci, ia eliberat la libertate. Lipsită de vederea animalului a zburat bine și chiar a prins insecte.
Spallanzani, convins că liliecii au un sentiment necunoscut până în prezent, a trimis imediat un om de știință colegi scrisori cere să repete experimentele și să-l informeze cu privire la rezultatele. Mulți dintre ei au confirmat corectitudinea cercetării lui Spallanzani. Dar naturalistul elvețian Charles Zhyurin, repeta experimentele Spallanzani, nu s-au oprit și a luat un alt pas spre a dezvălui secretele de lilieci. Sa dovedit că dacă urechile animalelor sunt fixate cu ceară, atunci el: încep să se ciocnească în obstacole. Zhyurin a concluzionat: liliecii "văd cu urechile lor".
Vulpea zburătoare (Pteropus)
Spallanzani a testat experimentele lui Jurin și, convinși de fiabilitatea lor, a ajuns la concluzia că zbura: mouse-ul se poate face perfect fără vederea, dar el se freacă: audierea duce în mod inevitabil la moartea sa. Cu toate acestea, el nu a putut da o explicație convingătoare despre capacitatea animalelor de a se orienta cu ajutorul auzului Spallanzani. Concluziile sale au fost respinse curând și ulterior uitate complet! Oponenții ideilor sale, batjocorind teoria "auditivă", se întrebau în glumă: "Dacă liliecii văd cu urechile, atunci nu au auzit cu ochii lor?"
Cel mai mare om de știință francez Georges Cuvier acel moment, învingând concluziile Zhyurina și Spallanzani, a anunțat teoria speculativă. În opinia sa, aripile de lilieci sunt foarte sensibile și pot prinde chiar și cea mai mică îngroșare a aerului care se formează între aripă și obstacol. Această ipoteză Cuvier, a primit numele de "teorie tactilă", a fost recunoscută de mulți oameni de știință și a existat în știință de mai bine de 100 de ani. Pe parcursul întregii perioade nu sa adăugat niciun fapt nou la întrebările referitoare la orientarea liliecilor. În ciuda faptului că unii cercetători au amintit ocazional îngrijirea "teoriei auditive", experimentele lor nu au depășit cele deja efectuate de Spallanzani și Jurin.
La începutul acestui secol, după incidentul tragic cu linia transatlantică Titanic, mulți oameni de știință au început să jalonească despre crearea unui dispozitiv care să ofere navei o semnalizare atunci când se apropia de aisberg. Nu stați departe de această problemă este renumitul inventator american Khayrem Maxim, cel care are numele de mitralieră rapidă. Maxim a fost primul care a sugerat că liliecii folosesc o locație sonoră în zbor și au sugerat aplicarea principiului ecolocării în dispozitiv pentru detectarea obiectelor invizibile. Greșeala lui Maxim a fost că se aștepta la prezența liliecilor cu semnale de orientare cu frecvențe joase, care nu auzise urechea umană. Sursa acestor sunete, potrivit inventatorului, ar putea servi drept aripi de animale.
În timpul primului război mondial, fizicianul francez Langevin a primit un brevet pentru fabricarea unui dispozitiv pentru detectarea obiectelor subacvatice folosind un generator de ultrasunete. În 1920, neurofiziologul engleză Hartridge, știind ziarele Langevin invocate ipoteza că mecanismul de Ecoul la lilieci, probabil, bazate pe utilizarea de ultrasunete. Cu toate acestea, ipoteza a rămas o ipoteză, deoarece nu au fost făcute confirmări experimentale.
În cele din urmă, problema a fost clarificată abia în 1938. Un rol decisiv în deschidere a avut-o cooperarea reprezentanților diferitelor științe - fizică și biologie. Cu puțin timp înainte, în laboratorul departamentului de fizică al Universității Harvard, profesorul Pierce a proiectat un aparat pentru convertirea sunetelor de înaltă frecvență în oscilații cu o frecvență mai mică audibilă de urechea umană. Învățând despre existența unui detector de sunet - așa-numitul dispozitiv - un biolog student la aceeași universitate, Donald Griffin, a adus o dată o celulă în laboratorul lui Pierce, cu lilieci. Acestea au fost răspândite pe scară largă în SUA, un mic club de noapte maro și o piele brună mare. Când microfonul detectorului a fost îndreptat către cușcă, un surîs de sunete de crackling a căzut asupra oamenilor de știință de la difuzor. A devenit destul de clar că liliecii emite semnale în intervalul de frecvență aflat deasupra pragului de auz uman.
Aparatul Pierce a fost proiectat în așa fel încât, dacă este necesar, a fost posibil să se determine distribuția intensității sunetelor pe frecvențe. Prin cercetare, Griffin și Pierce au descoperit frecvențele sunetelor. emise de lilieci în zbor, se află în limita a 30-70 kilohertzi. iar semnalele cu intensitate maximă ajung în intervalul de 45-50 kilohertzi. În plus, oamenii de știință au descoperit că animalele radiază sunetele nu continuu, ci sub formă de impulsuri scurte cu o durată de 1-2 milisecunde.
La scurt timp după aceea, Griffin și Galambos a efectuat o serie de experimente care s-au dovedit că privează BAT bine posibil pentru a naviga printre obstacolele pe care nu se poate pur și simplu, obturând urechile ei, dar, de asemenea, închizând bine gura. Aceste experimente au confirmat ipoteza Hartridge despre prezența semnalelor de unde ultrasonice la lilieci și despre utilizarea lor pentru orientarea în spațiu.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: