Každý vie, že netopiere a delfíny vyžarujú ultrazvuk. Prečo je to potrebné a ako to funguje? Pozrime sa, čo je echolokácia a ako pomáha zvieratám a dokonca aj ľuďom.
Čo je echolokácia
Echolokácia, tiež nazývaná biosonar, je biologický sonar, ktorý používajú viaceré živočíšne druhy. Echolokačné zvieratá vyžarujú signály do okolia a počúvajú ozveny týchto hovorov, ktoré sa vracajú z rôznych objektov v ich blízkosti. Tieto ozveny používajú na hľadanie a identifikáciu predmetov. Echolokácia sa používa na navigáciu a hľadanie potravy (alebo lovu) v rôznych prostrediach.
Princíp činnosti
Echolokácia je to isté ako aktívny sonar, ktorý využíva zvuky produkované samotným zvieraťom. Meranie rozsahu sa vykonáva meraním časového oneskorenia medzi vlastným vyžarovaním zvuku zvieraťa a akýmikoľvek ozvenami vracajúcimi sa z prostredia.
Na rozdiel od niektorých človekom vyrobených sonarov, ktoré sa pri lokalizácii cieľa spoliehajú na extrémne úzke lúče a viacero prijímačov, je echolokácia zvierat založená na jednom vysielači a dvochprijímače (uši). Ozveny, ktoré sa vracajú do dvoch uší, prichádzajú v rôznych časoch a pri rôznych úrovniach hlasitosti, v závislosti od polohy objektu, ktorý ich generuje. Rozdiely v čase a objeme využívajú zvieratá na vnímanie vzdialenosti a smeru. Pomocou echolokácie môže netopier alebo iné zviera vidieť nielen vzdialenosť k objektu, ale aj jeho veľkosť, o aký druh zvieraťa ide a ďalšie vlastnosti.
Netopiere
Netopiere používajú echolokáciu na navigáciu a hľadanie potravy, často v úplnej tme. Zvyčajne vychádzajú zo svojich úkrytov v jaskyniach, na povalách alebo na stromoch za súmraku a lovia hmyz. Vďaka echolokácii sú netopiere vo veľmi výhodnej pozícii: lovia v noci, keď je veľa hmyzu, je tu menšia konkurencia o potravu a je menej druhov, ktoré môžu netopiere samotné loviť.
Netopiere generujú ultrazvuk cez hrtan a vyžarujú zvuk cez otvorené ústa alebo, oveľa menej často, cez nos. Vydávajú zvuk v rozsahu od 14 000 do viac ako 100 000 Hz, väčšinou mimo ľudského ucha (typický rozsah ľudského sluchu je 20 Hz až 20 000 Hz). Netopiere dokážu merať pohyb cieľov interpretáciou vzorov ozveny zo špeciálnej časti kože vo vonkajšom uchu.
Niektoré druhy netopierov používajú echolokáciu v určitých frekvenčných pásmach, ktoré zodpovedajú ich životným podmienkam a typom koristi. Toto niekedy použili výskumníci na identifikáciu druhov netopierov, ktoré obývajú túto oblasť. Oni jednoduchozaznamenávali svoje signály pomocou ultrazvukových záznamníkov známych ako detektory netopierov. V posledných rokoch vedci z niekoľkých krajín vyvinuli knižnice volaní netopierov, ktoré obsahujú záznamy o pôvodných druhoch.
Morské živočíchy
Biosonar je cenný pre podrad zubatých veľrýb, medzi ktoré patria delfíny, sviňuchy, kosatky a vorvaňe. Žijú v podmorskom prostredí, ktoré má priaznivé akustické vlastnosti a kde je videnie extrémne obmedzené kvôli zákalu vody.
Najvýznamnejšie prvé výsledky v popise echolokácie delfínov dosiahli William Shevill a jeho manželka Barbara Lawrence-Shevill. Zaoberali sa kŕmením delfínov a raz si všimli, že neomylne nachádzajú kúsky rýb, ktoré ticho spadli do vody. Po tomto objave nasledovalo množstvo ďalších experimentov. Doteraz sa zistilo, že delfíny používajú frekvencie od 150 do 150 000 Hz.
Echolokácia modrých veľrýb je prebádaná oveľa menej. Zatiaľ sa robia iba predpoklady, že „piesne“veľrýb sú spôsobom navigácie a komunikácie s príbuznými. Tieto znalosti sa používajú na počítanie populácie a sledovanie migrácie týchto morských živočíchov.
Hlodavce
Je jasné, čo je echolokácia u morských živočíchov a netopierov a prečo ju potrebujú. Ale prečo to hlodavce potrebujú? Jedinými suchozemskými cicavcami schopnými echolokácie sú dva rody piskorov, teirek z Madagaskaru, potkany a pazúrikovité zuby. Vydávajú sériu ultrazvukového pískania. Neobsahujú reverberantné echolokačné odozvy a zdá sa, že sa používajú na jednoduchú priestorovú orientáciu na blízko. Na rozdiel od netopierov, piskory využívajú echolokáciu iba na štúdium biotopov koristi a nie na lov. Okrem veľkých a teda vysoko reflexných predmetov (ako je veľký kameň alebo kmeň stromu) pravdepodobne nedokážu rozlúštiť ozvenu.
Najtalentovanejší hľadači sonarov
Okrem uvedených zvierat existujú aj iné schopné echolokácie. Ide o niektoré druhy vtákov a tuleňov, ale najsofistikovanejšie echoloty sú ryby a mihule. Predtým vedci považovali netopiere za najschopnejšie, no v posledných desaťročiach sa ukázalo, že to tak nie je. Vzduchové prostredie nie je priaznivé pre echolokáciu – na rozdiel od vody, v ktorej sa zvuk rozchádza päťkrát rýchlejšie. Sonar rýb je orgán bočnej línie, ktorý vníma vibrácie prostredia. Používa sa na navigáciu aj lov. Niektoré druhy majú tiež elektroreceptory, ktoré zachytávajú elektrické vibrácie. Čo je echolokácia rýb? Často je synonymom prežitia. Vysvetľuje, ako sa mohli slepé ryby dožiť vysokého veku bez toho, aby potrebovali zrak.
Echolokácia u zvierat pomohla vysvetliť podobné schopnosti u zrakovo postihnutých a nevidomých ľudí. Pohybujú sa v priestore pomocou klikavých zvukov, ktoré vydávajú. Vedci tvrdia, že takéto krátke zvuky vyžarujú vlny, ktorémožno prirovnať k svetlu baterky. V súčasnosti je príliš málo údajov na rozvoj tohto smeru, keďže schopný sonar medzi ľuďmi je vzácnosťou.
