Перейти к содержимому

Как летучие мыши ориентируются в темноте: Как ориентируются летучие мыши. Звук летучей мыши. Как летучие мыши ориентируются в темноте. Чем питаются летучие мыши. Как размножаются летучие мыши

Содержание

Как летучие мыши ориентируются в темноте. Как видит летучая мышь

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах, в которых они прекрасно ориентируются в полной темноте. Влетая и вылетая из пещеры, каждая мышь издает неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать, не сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей темноте, не натыкаясь на препятствия? Удивительное свойство этих ночных животных – умение ориентироваться в пространстве без помощи зрения – связано с их способностью испускать и улавливать ультразвуковые волны.

Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие сигналы на частоте около 80 кГц, а затем принимает отражённые эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых.

Для того, чтобы сигнал был препятствием отражён, наименьший линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука.

Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Реагировать на тот или иной объект мышь начинает на расстоянии порядка 1 метра, при этом длительность посылаемых мышью ультразвуковых сигналов уменьшается примерно в 10 раз, а частота их следования увеличивается до 100–200 импульсов (щелчков) в секунду. То есть, заметив объект, мышь начинает щелкать более часто, а сами щелчки становятся более короткими. Наименьшее расстояние, которое мышь может определить таким образом, составляет примерно 5 см.

Во время сближения с объектом охоты летучая мышь как бы оценивает угол между направлением своей скорости и направлением на источник отражённого сигнала и изменяет направление полёта так, чтобы этот угол становился все меньше и меньше.

Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером 1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 м/с. Ответ поясните.

Конец формы

Начало формы

Для ультразвуковой эхолокации мыши используют волны частотой

1) менее 20 Гц

2) от 20 Гц до 20 кГц

3) более 20 кГц

4) любой частоты

Конец формы

Начало формы

Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у летучих мышей с их способностью излучать и принимать

1) только инфразвуковые волны

2) только звуковые волны

3) только ультразвуковые волны

4) звуковые и ультразвуковые волны

Запись звука

Возможность записывать звуки и затем воспроизводить их была открыта в 1877 году американским изобретателем Т.А. Эдисоном. Благодаря возможности записывать и воспроизводить звуки появилось звуковое кино. Запись музыкальных произведений, рассказов и даже целых пьес на граммофонные или патефонные пластинки стала массовой формой звукозаписи.

На рисунке 1 дана упрощенная схема механического звукозаписывающего устройства. Звуковые волны от источника (певца, оркестра и т.д.) попадают в рупор 1, в котором закреплена тонкая упругая пластинка 2, называемая мембраной. Под действием звуковой волны мембрана колеблется. Колебания мембраны передаются связанному с ней резцу 3, острие которого чертит при этом на вращающемся диске 4 звуковую бороздку. Звуковая бороздка закручивается по спирали от края диска к его центру. На рисунке показан вид звуковых бороздок на пластинке, рассматриваемых через лупу.

Диск, на котором производится звукозапись, изготавливается из специального мягкого воскового материала. С этого воскового диска гальванопластическим способом снимают медную копию (клише). При этом используется осаждение на электроде чистой меди при прохождении электрического тока через раствор ее солей. Затем с медной копии делают оттиски на дисках из пластмассы. Так получают граммофонные пластинки.

При воспроизведении звука граммофонную пластинку ставят под иглу, связанную с мембраной граммофона, и приводят пластинку во вращение. Двигаясь по волнистой бороздке пластинки, конец иглы колеблется, вместе с ним колеблется и мембрана, причем эти колебания довольно точно воспроизводят записанный звук.

При механической записи звука используется камертон. При увеличении времени звучания камертона в 2 раза

1) длина звуковой бороздки увеличится в 2 раза

2) длина звуковой бороздки уменьшится в 2 раза

3) глубина звуковой бороздки увеличится в 2 раза

4) глубина звуковой бороздки уменьшится в 2 раза

Конец формы

2. Молекулярная физика

Поверхностное натяжение

В окружающем нас мире повседневных явлений действует сила, на которую обычно не обращают внимания. Сила эта сравнительно невелика, её действие не вызывает мощных эффектов. Тем не менее, мы не можем налить воду в стакан, вообще ничего не можем проделать с той или иной жидкостью без того, чтобы не привести в действие силы, которые называются силами поверхностного натяжения. Эти силы в природе и в нашей жизни играют немалую роль. Без них мы не могли бы писать перьевой ручкой, из неё сразу вылились бы все чернила. Нельзя было бы намылить руки, поскольку пена не смогла бы образоваться. Слабый дождик промочил бы нас насквозь. Нарушился бы водный режим почвы, что оказалось бы гибельным для растений. Пострадали бы важные функции нашего организма.

Проще всего уловить характер сил поверхностного натяжения у плохо закрытого или неисправного водопроводного крана. Капля растёт постепенно, со временем образуется сужение – шейка, и капля отрывается.

Вода оказывается как бы заключённой в эластичный мешочек, и этот мешочек разрывается, когда сила тяжести превысит его прочность. В действительности, конечно, ничего, кроме воды, в капле нет, но сам поверхностный слой воды ведёт себя как растянутая эластичная плёнка.

Такое же впечатление производит плёнка мыльного пузыря. Она похожа на тонкую растянутую резину детского шарика. Если осторожно положить иглу на поверхность воды, то поверхностная плёнка прогнётся и не даст игле утонуть.

По этой же причине водомерки могут скользить по поверхности воды, не проваливаясь в неё.

В своём стремлении сократиться поверхностная плёнка придавала бы жидкости сферическую форму, если бы не тяжесть. Чем меньше капелька, тем большую роль играют силы поверхностного натяжения по сравнению с силой тяжести. Поэтому маленькие капельки близки по форме к шару. При свободном падении возникает состояние невесомости, и поэтому дождевые капли почти строго шарообразны. Из-за преломления солнечных лучей в этих каплях возникает радуга.

Причиной поверхностного натяжения является межмолекулярное взаимодействие. Молекулы жидкости взаимодействуют между собой сильнее, чем молекулы жидкости и молекулы воздуха, поэтому молекулы поверхностного слоя жидкости стремятся сблизиться друг с другом и погрузиться вглубь жидкости. Это позволяет жидкости принимать форму, при которой число молекул на поверхности было бы минимальным, а минимальную поверхность при данном объёме имеет шар. Поверхность жидкости сокращается, и это приводит к поверхностному натяжению.

Летучая мышь

Летучая мышь может в полночь облететь темный хлев, не задев при этом ни столбов, ни стропил, ни спящих коров. Глаза летучей мыши не имеют специальных приборов ночного видения. Если бы в своих перемещениях по ночному хлеву летучая мышь надеялась на свои глаза, то пересчитала бы лбом не меньше столбов и стропил, чем мы с вами.

Как летучие мыши ориентируются в темноте?


Летучие мыши развили у себя другой путь ориентации в темноте: они прослушивают темное пространство. Они вылетают на охоту после захода солнца. В течение дня висят вверх ногами в своих домах - пещерах, в дуплах деревьев или в сенях деревенских домов, уцепившись лапками за перекладины на потолке. Большую часть дня летучие мыши приводят себя в порядок, готовясь к ночным приключениям: расчесывают коготками шерсть, тщательно вылизывают крылья.

: так же, как подводные лодки, летучие мыши используют для ориентации сонар, или звуковые волны, чтобы свободно перемещаться в темноте.

Почему летучие мыши охотятся по ночам?

В промежутках между этими занятиями летучие мыши дремлют. Когда наступает ночь, летучие мыши покидают свое жилище и вылетают на охоту. Одни виды летучих мышей предпочитают фрукты, другие, особенно тропические, виды - кровососущие, они нападают на птиц, коров и других животных. Но большинство летучих мышей питаются жучками и прочими насекомыми. Летучие мыши охотятся по ночам, так как темнота защищает летучих мышей от тех животных, которые могли бы съесть их самих. Кроме того, в ночных полетах их широкие, не покрытые шерстью крылья не высыхают от жарких солнечных лучей.

Материалы по теме:

Живая планета

Как летучие мыши видят?

Чтобы ориентироваться в темноте, эти животные используют звук. Этим они похожи на подводные лодки, которые тоже применяют звуковые волны для навигации в мрачных глубинах океана. Летучие мыши посылают в пространство пачки звуковых волн, они испускают волны ртом или носом. Волны отражаются от окружающих предметов, обрисовывая их контуры, а мыши улавливают их своими ушами и восприни­мают звуковую (акустическую) картину окружающей обстановки, в этой – то картине они и ориентируются. Процесс такой ориентации по отраженному звуку называется эхолокация. Большие причудливые уши летучей мыши помогают ей ориентироваться в звуковой картине мира в темноте.

Интересный факт: когда летучая мышь нацеливается на добычу, она испускает звук частотой 200 биений в секунду.

Летучая мышь, оказавшаяся у вас в спальне в три часа ночи, прекрасно знает, куда лететь. Она посылает пачки звуковых волн и улавливает их отражения. Волны отражаются от кресел, дивана, экрана телевизора. От открытого окна волны отражаться не будут - значит, путь свободен, вот летучая мышь и нашла выход из западни. Звук, который испускает летучая мышь, отражается и от мелких объектов. Если добыча - вкусная муха - жужжит в комнате, летучая мышь ее найдет. Отыскивая насекомое, летучая мышь издает звук частотой 10 биений (импульсов) в секунду. Уловив отраженный сигнал, она увеличивает частоту до 25 биений в секунду, при такой частоте летучая мышь может точнее определить, где находится муха, чтобы атака оказалась удачной.

Рукокрылые – относятся к классу млекопитающие. Способны летать, благодаря видоизмененным передним конечностям и используют полет как основной способ перемещения.

Рукокрылые и птицы единственные представители хордовых населяющие воздушную среду. При этом птицы активны днем, а летучие мыши ночью, что позволяет убрать конкуренцию за занятое пространство. По изучению рукокрылых существует отдельная наука хироптерология .

Отряд рукокрылые — летучие мыши

Отряд Рукокрылые общая характеристика

Рукокрылые — небольшие животные, весом от 2г (летучие мыши-бабочки) до 1,5кг (летучая собака). Распространение представителей отряда Рукокрылые связано с условиями климата, населяют почти все уголки земли, не водятся в тундре и Антарктиде, а наиболее привычное место обитания рукокрылых это тропические районы. Насчитывают примерно 1200 видов, что ставит их по величине на второе место после грызунов.

Отряд Рукокрылые включает в себя два подотряда:

  • Крыланы;
  • настоящие летучие мыши.

Представители групп сходны по строению и раньше всех объединяли в один подотряд, но есть определенные признаки, отличающие их.

У настоящих летучих мышей более сложное строение наружного уха, отсутствует коготь на втором пальце, большинство видов мелких размеров. Маленькие глаза, не различают цветов и не играют роли в ориентации, в отличие от крыланов. У всех животных подотряда развита эхолокация, крыланы плохо ориентируются по звукам.


Крылан — представитель отряда Рукокрылых

Особенности строения Рукокрылых

Крылья у рукокрылых представляют собой тонкую перепонку из кожи, натянутую между пальцами, за исключением первого, крепится к боковым частям тела, задним конечностям и к хвосту. С помощью первого пальца летучие мыши хватаются за кору деревьев и выступы скалистых пещер, когда завершают полет. В холодную пору животные окутывают тело крыльями для сохранения тепла.

Во время полета летучие мыши активно взмахивают крыльями. Пальцы отдаляются один от другого, кожистая перепонка натягивается, что увеличивает площадь крыла. Ее эластичность, позволяет растягиваться без повреждений примерно в четыре раза. Постоянные машущие движения вызвали значительное развитие грудных мышц. У представителей отряда рукокрылые на грудной кости развит киль, куда и крепятся мышцы.

Летучие мыши могут начинать полет не только с высотных точек, но взлетают также с земли и даже с водоемов, при этом полет начинается с сильного прыжка вверх.

На голове находятся маленькие глаза, широкий рот в виде щели, крупные ушные раковины с козелком. Во время дневного сна козелок закрывает ушной проход и изолирует животное от посторонних звуков. Тело покрыто густыми короткими волосками, на крыльях их намного меньше.

Внутреннее строение скелета рукокрылых имеет свои особенности: для эффективного и маневренного полета у них хорошо развиты ключицы, локтевая и малоберцовая кости не развиты, плечевая короче лучевой. На задних конечностях образовалась косточка – шпора для крепления межбедренной перепонки.


Органы чувств . Тактильные рецепторы расположены на кожистых перепонках, ушных раковинах, зрение черно-белое, редко используется для ориентации. Слух очень развит, могут воспринимать звуки в диапазоне 12-190000 Гц.

Размножение рукокрылых . Самка способна воспроизвести на свет одного или двух детенышей, довольно крупных размеров. Сразу после рождения могут удерживаться на шероховатой поверхности, цепляясь за выступы. Когда самка отправляется на охоту, малыш остается сам в пещере, а некоторые виды носят детеныша на себе, пока он сам не сможет летать.

Ориентация рукокрылых в пространстве

Особые признаки рукокрылых помогают им адаптироваться к ночной жизни. Поскольку наибольшая активность животных в ночное время суток, для ориентации они используют эхолокацию.

Имея плохое зрение, ловко уворачиваются от помех на пути и добывают мелких насекомых. Это возможно благодаря восприятию животными звуков очень высокой тональности – ультразвуков. При полете они издают высокочастотные звуки через ротовое отверстие или ноздри. Отраженные звуки воспринимаются органами слуха и по характеру звуковой волны, рукокрылые способны определить, что стоит на их пути.

Издаются импульсы прерывисто, это зависит от расстояния между животным и преградой. Перед началом полета количество импульсов до 10 за секунду, а при встрече с препятствием резко возрастает до 60. С помощью эхолокации летучие мыши регулируют высоту полета, могут легко проходить густые заросли, находят обратную дорогу к пещере.

Образ жизни

Рукокрылые привыкли жить в колониях, в которых может собираться до сотни тысяч особей. Ведут скрытый образ жизни и увидеть их можно нечасто. Есть настоящие перелетные виды, которые на зиму ищут теплые края, где пережидают холода. Они преодолевают большие расстояния, сбиваясь в стаи, а иногда летят вместе с птицами. Некоторые рукокрылые зимой впадают в спячку, обустроившись в пещере, на чердаке, каменных ущельях. Летучие мыши могут впадать в оцепенение, при этом замедляется обмен веществ и они обходятся без пищи до 8 месяцев.

Спят животные вниз головой, зацепившись когтями за ветку. Так они защищены от наземных врагов.

Питаются в основном насекомыми, некоторые виды едят фрукты и рыбу. Действительно существует три представителя рукокрылых, которые нападают на животных и птиц и пускают из них кровь (американские вампиры). Основная же масса летучих мышей безобидна, их укусы не несут угрозы для людей.

Значение Рукокрылых

Поедают вредящих сельскому хозяйству насекомых и носителей опасных заболеваний.

Летучие мыши, поедающие плоды, способствуют распространению семян на дальние расстояния.

Многие растения тропических районов опыляются с помощью рукокрылых.

Африканские народы употребляют мясо летучих мышей в пищу.

Опасность рукокрылых в том, что они могут быть источником тяжелых заболеваний, перенося опасные вирусы, в том числе бешенство.

Вампиры, питающиеся кровью, могут нападать на домашних животных.

Плодоядные рукокрылые уничтожают огромные площади фруктовых садов.

Летучие мыши - очень необычные создания. И необычный способ их передвижения всего лишь одна из удивительных вещей, связанная с ними. Как летают летучие мыши в полной темноте и не задевают ничего? Об этом мы и поговорим в этот раз. Этот вопрос интересовал и продолжает интересовать ученых и летучие мыши до сих пор способны открывать нам свои тайны и приближать к разгадке природы мозга.

Летучие мыши - не птицы, а млекопитающие. Их детеныши появляются на свет путем живорождения и питаются молоком своей мамы. Это единственные млекопитающие, которые научились летать. Летучие мыши - усердные охотники: каждую ночь они съедают столько насекомых, сколько весит половина их собственного тела.

Первый вопрос, которым задались ученые касательно этих зверюшек: «как ориентируются летучие мыши в пространстве?». Разгадку этой тайны биологи нашли только в 1938 г. Оказалось, что летучие мыши обладают своего рода акустическим радаром. Способностью эхолокации. Во время полета они издают сигналы такой высокой частоты, что человеческое ухо их не воспринимает. Эхо отражается от препятствий, и летучие мыши улавливают их своими большими ушами. Как доказывают опыты, по характеру и интенсивности эха они могут не только обнаружить тончайшую проволоку и облететь ее, но и «запеленговать» быстро летящее насекомое; мозг летучей мыши молниеносно рассчитывает верный курс, и она безошибочно хватает добычу.

Чтобы это выяснить, были проведены специальные эксперименты. В большой комнате биологи подвесили довольно близко друг к другу веревки, закрепленные у потолка. Затем закрыли глаза нескольким подопытным животным и выпустили их в комнате. Летучие мыши по-прежнему летали с большой скоростью, не натыкаясь на преграды. Это доказало, что они не руководствуются зрением во время своих полетов.

Тогда ученые закрыли им уши и рты и опять выпустили в комнате. Но на этот раз они летали с трудом, постоянно натыкаясь на веревки. Так было открыто средство, каким руководствуются мыши во время полетов. Летая, они постоянно издают звуки, такие высокие, что человеческое ухо не может уловить их. Эти высокочастотные звуковые волны, ударяясь о преграды на пути животного, отражаются и воспринимаются ушами летучих мышей. Их крылья автоматически реагируют на эти сигналы, и животное может изменить свой курс, облетая преграды!

Последние открытия как летают летучие мыши и ориентируются в пространстве, было сделано не так давно. В 2013 году благодаря современным технологиям удалось выяснить, что они способны ориентироваться в пространстве благодаря трехмерной карте местности, закодированной в нейронах мозга. Результаты исследования были опубликованы на страницах журнала Science.

Первоначально нейронные механизмы ориентации в пространстве были обнаружены в мозгу обычных грызунов и в частности крыс. Именно благодаря таким механизмам крысы могут передвигаться относительно зрительно воспринимаемых ориентиров. После этого в мозгу грызунов были обнаружены координатные нейроны, которые позволяют создавать крысам так называемую карту местности. После этого ученые вернулись к механизмами ориентирования в пространстве летучих мышей, которые передвигаются в полной темноте.

Успешное исследование летучих мышей провел Михаил Ярцев – победитель премии 2013 года для молодых ученых в области нейробиологии. Он работает в Институте нейронаук Принстонского университета. Его исследование посвящено механизмам кодирования информации в мозге млекопитающих в трехмерном пространстве. Ученый регистрировал активность нейронов в мозгу летучей мыши, которая летала в комнате. Ярцеву удалось обнаружить в ее мозгу тот же тип клеток, которые отвечают за ориентацию в окружающем пространстве.

Нейроны мозга млекопитающих обеспечивают карту местности, которая позволяет им ориентироваться в пространстве. Ранее ученые изучали только двухмерные карты. Новый объект - летучая мышь - позволил заглянуть в тайны навигации в трехмерном пространстве.

«Все животные на нашей планете - на земле, под землей, в глубинах океана или в воздухе - должны иметь представление о своем местоположении в пространстве, это им необходимо для выживания, - пишет Ярцев. - Как мозг решает проблему позиционирования в пространстве - это одна из центральных проблем в нейронауке».

Надо отметить, что чуть ранее в мозге крысы некоторое время назад ученые обнаружили специализированные нейроны, которые испускают электрические импульсы в тот момент, когда животное оказывается в определенной точке местности, их назвали клетками места (place cells). Другие нейроны, названные клетками решетки (grid cells), реагируют на пересечение неких узлов системы координат. Эти нейроны обеспечивают мозговую карту местности, которая помогает животным ориентироваться в окружающей среде.

Эти нейроны играют ключевую роль в позиционировании животного в окружающей среде. Однако, по признанию Михаила Ярцева, они делают нечто большее, чем просто определение того, где мы сейчас находимся. Поэтому точное понимание функции этих клеток еще впереди.

Благодаря технологии беспроводной регистрации активности отдельных нейронов летучей мыши в полете, ученые смогли записать нейронную активность единичных клеток места летучей мыши, летающей в помещении размером 6х5х3 м, и увидеть, как активность этих клеток изменяется с перемещением животного в трехмерном пространстве.

Точный механизм кодирования трехмерного пространства в нейронах летучей мыши - это предмет будущих исследований. Еще один ключевой вопрос, который был поднят благодаря этому исследованию – это как 2D-кодирование пространства модулируется в 3D-кодирование. В 3D-пространстве клетки места так же чувствительны к изменению позиции животного, что и в 2D. Современные технологии позволяют вскоре получить новые сведения о том, как летают летучие мыши и ориентируются в трехмерном пространстве.

Красивую мифологическую легенду рассказывает Овидий в "Метаморфозах" о молодой нимфе, которая в один прекрасный день влюбилась в молодого и очень красивого юношу Нарцисса. Однако он остался равнодушен к ней и предпочел проводить все время, наклонившись к воде, чтобы любоваться отражением своего красивого образа. В конце концов он решил обнять собственное изображение, упал в реку и утонул. Отчаявшись, нимфа сошла с ума. Ее голос, блуждая повсюду, отвечает всем крикам в лесах и горах.

Овидий, узник Томиса, не думал, что между "эхом" нежной нимфы и ночным родом летучих мышей будет установлена тайная связь.

Первый шаг сделал итальянский ученый Ладзаро Спалланцани, который летом 1783 года сотни раз посещал колокольню кафедрального собора в Падуе, чтобы проделать чрезвычайно интересные опыты с летучими мышами, которые гроздьями висели на запыленном выступе свода храма. Сначала он протянул множество тонких нитей между потолком и полом, затем снял несколько летучих мышей, залепил им воском глаза и отпустил. На другой день поймал летучих мышей с залепленными глазами и с удивлением заметил, что их желудок полон комаров. Следовательно, этим животным не нужны глаза для ловли насекомых. Спалланцани сделал вывод, что летучие мыши имеют неизвестное седьмое чувство, с помощью которого они ориентируются в полете.

Зная об опытах Спалланцани, швейцарский естествоиспытатель Шарль Жюрин решил замазать уши летучих мышей воском. Он получил неожиданный результат: летучие мыши были не способны различать окружающие предметы, бились о стены. Чем можно объяснить такое поведение летучих мышей? Разве маленькие животные видят ушами?

Известный французский анатом и палеонтолог Жорж Кювье, высокоавторитетный ученый своего времени в области биологии, отрицал исследования Спалланцани и Жюрина и выдвинул довольно смелую гипотезу. Летучие мыши, говорил Кювье, обладают тончайшим чувством осязания, находящимся на очень тонкой кожице крыльев, чувствительных к малейшему давлению воздуха, которое образуется между крыльями и препятствием.

Такая гипотеза более 150 лет бытовала в мировой науке.

В 1912 году изобретатель автоматического пулемета Максим совершенно случайно выдвинул гипотезу о том, что летучие мыши ориентируются с помощью эха, получаемого от шума собственных крыльев; он предложил построить на этом принципе аппарат для предупреждения судов о приближении айсбергов.

Голландец С. Дийкграаф в 1940 году и советский ученый А. Кузякин в 1946 году ясно показали, что органы осязания не играют никакой роли в ориентировании летучих, мышей. Таким образом, была развеяна гипотеза, которая просуществовала 150 лет. Американские ученые Д. Гриффин и Р. Галамбос сумели дать подлинное объяснение ориентированию летучих мышей. При помощи прибора для обнаружения ультразвуков они установили, что летучие мыши издают множество звуков, не воспринимаемых ухом человека. Они сумели обнаружить и изучить физические свойства "крика" летучих мышей. Воткнув в уши летучих мышей специальные электроды, американские ученые установили вместе с тем и частоту звуков, воспринимаемых их слухом. Следовательно, прогресс науки и техники позволить объяснение одной из волнующих тайн природы. Известно, что с физической точки зрения звук - это колебательные движения, распространяющиеся в форме волн в упругой среде. Частота звука (следовательно его высота) зависит от ела колебаний в секунду. Уши человека воспринимают колебания воздуха от 16 до 20000 Гц. Воспринимаемые человеком звуки частотой более 20000 Гц называются ультразвуками, они могут быть очень легко продемонстрированы при помощи введенной в воду кварцевой пластинки под давлением. При этом шум кварцевой пластинки не слышен, а видны результаты ее вибрации в форме вихрей и даже брызг, воды. С помощью кварца можно получить колебания до миллиарда герц.

Ультразвук находит ныне широкое применение. С помощью ультразвука можно обнаружить самые мелкие трещины или пустоты в структуре отлитых из металла деталей. Он применяется вместо скальпеля в бескровных хирургических операциях на мозге и при резке и шлифовке сверхтвердых деталей.

Летучие мыши используют ультразвук для ориентирования. Ультразвук образуется вибрацией голосовых связок. По своей структуре гортань похожа на свисток. Выдыхаемый легкими воздух выходит с большой скоростью и издает свист с частотой 30000-150000 Гц, не улавливаемой ухом человека. Давление воздуха, проходящего через гортань летучей мыши, в два раза больше давления пара у паровоза, что для маленького животного является большим достижением.

В гортани животного возникают 5-200 звуковых колебаний высокой частоты (ультразвуковые импульсы), которые обычно продолжаются всего лишь 2-5 тысячных доли секунды. Краткость сигнала является очень важным физическим фактором: только такой сигнал может обеспечить высокую точность ультразвукового ориентирования. Исходящие от расположенного на расстоянии 17 м препятствия звуки возвращаются до летучей мыши примерно за 0,1 секунды. Если продолжительность звукового сигнала превышает 0,1 секунды, эхо, отражаемое препятствиями, которые расположены на расстоянии менее 17 м, воспринимается ухом животного одновременно с порождающим его звуком. Между тем, по интервалу времени, разделяющему конец сигнала от первых звуков и эхо, летучая мышь определяет расстояние, которое ее отделяет от объекта, отразившего ультразвук. Вот почему звуковой сигнал столь короткий.

Установлено, что летучая мышь, по мере приближения к препятствию, увеличивает количество "сигналов". При нормальном полете гортань животного издает лишь 8-10 сигналов в секунду. Однако, как только животное обнаружит добычу, его полет ускоряется, число издаваемых сигналов достигает 250 в секунду. В этом состоит "изматывание" добычи путем изменения координат нападения. Аппарат "локации" у летучей мыши действует просто; и изобретательно. Животное летает с открытым ртом так, что издаваемые им сигналы излучаются в конусе с углом более 90°. Летучая мышь ориентируется путем сравнения сигналов, принимаемых ее ушами, которые остаются приподнятыми в течение всего времени полета, как приемные антенны. Подтверждением такого предположения является то, что если одно ухо не действует, летучая мышь совсем теряет способность ориентироваться.

Все летучие мыши подотряда Microchiroptera (мелкие летучие мыши), оснащены ультразвуковыми радарами различных моделей, которые могут быть разделены на три категории: мурлыкающие, скандирующие, кричащие или мыши с частотной модуляцией.

"Мурлыкающие" летучие мыши живут в тропических районах Америки и питаются фруктами и насекомыми с листьев. Иногда их мурлыкание при поиске мошек может услышать человек, если они издают звуки на частоте ниже 20000 Гц. И летучая мышь-вампир издает такие же звуки. Мурлыкая "кабалистические формулы", она ищет во влажных лесах Амазонки обессиленных путников, чтобы высосать из них кровь.

Скандирующими летучими мышами, издающими отрывистые звуки, являются rhinolofii, или летучие мыши-подковы, которые встречаются на Кавказе и в Центральной Азии; такое название они получили из-за формы складок вокруг носа. Подкова представляет собой репродуктор, который собирает звуки в направленный пучок. Скандирующие летучие мыши подвешиваются головой вниз и, поворачиваясь почти вкруговую, изучают окружающее пространство с помощью звукового пучка. Этот живой детектор остается висячим до тех пор, пока какое-нибудь насекомое не попадет в поле его звукового сигнала. Тогда летучая мышь делает рывок, чтобы схватить добычу. Во время охоты летучие мыши-подковы издают монотонные очень длительные по сравнению с их ближайшими сородичами (10-20 долей секунды) звуки, частота которых постоянна и всегда одинакова.

Летучие мыши в Европе и в Северной Америке изучают окружающее пространство с помощью звуков модулированной частоты. Тон сигнала и высота отражаемого звука постоянно изменяются. Такое устройство намного облегчает ориентирование по эху.

В полете летучие мыши последних двух групп ведут себя по-особому. Обыкновенные летучие мыши держат уши неподвижно, прямо, а летучие мыши с носом в виде подковы непрерывно производят движения головой, а уши у них вибрируют.

Однако рекордом в области ориентирования обладают летучие мыши, обитающие в районах Америки и питающиеся рыбой. Летучая мышь-рыболов летает почти у поверхности воды, резко пикирует и совершает прыжок в воду, опускает туда лапы с длинными когтями и выхватывает рыбу. Такая охота кажется удивительной, если учесть, что лишь тысячная часть испускаемой волны проникает в воду и также тысячная часть энергии эха от воды возвращается к локатору летучей мыши. Если к этому добавить, что часть энергии волны отражается в рыбе, мясо которой содержит большое количество воды, можно понять, какая ничтожно малая доля энергии достигает уха животного и какую фантастическую точность должен иметь его звуковой орган. Можно также добавить, что такую очень слабую волну нужно еще отличить от звукового фона множества помех.

70 миллионов лет существования летучих мышей на земле научили их использовать физические явления, которые еще неведомы нам. Обнаружение сигнала, возвращенного к своему источнику, значительно ослабленного и потонувшего в шуме помех, является технической проблемой, которая в высшей степени занимает умы ученых. Правда, в распоряжении человека имеется удивительный детектор на радиоволнах, так называемый радар, который за четверть века своего существования сделал чудеса, кульминацией которых явились зондирование Луны и точное измерение орбиты планеты Венера. Что бы делали без радара авиация, морской флот, противовоздушная оборона, географы, метеорологи, гляциологи белых континентов? И все же радиотехники мечтают о радаре на ультразвуках летучей мыши, бесспорно более совершенном, чем тот, который изобрел человек. Маленькое существо умеет отбирать и усиливать ничтожно малую остаточную фракцию сигнала, подаваемого среди океана помех. Сталкиваясь с чрезвычайно большим шумом, называемым сумасшедшим эфиром, инженеры и техники были бы счастливы, если бы могли использовать принципы улавливания сигнала, какими пользуются летучие мыши. Если радар остается блестящим детектором для больших расстояний, то локатор летучих мышей на основе эха остается идеальным средством для малых расстояний.

Летучие мыши ориентируются в пространстве с помощью.

Эхолокация у животных. Как летучие мыши ориентируются в темноте

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах, в которых они прекрасно

ориентируются в полной темноте. Влетая и вылетая из пещеры, каждая мышь издает

неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не

мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать, не

сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей

темноте, не натыкаясь на препятствия? Удивительное свойство этих ночных животных –

умение ориентироваться в пространстве без помощи зрения – связано с их способностью

испускать и улавливать ультразвуковые волны.

Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие сигналы на частоте около 80

кГц, а затем принимает отражённые эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших

препятствий и от пролетающих вблизи насекомых.

Для того, чтобы сигнал был препятствием отражён, наименьший линейный размер

этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука.

Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем

можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того,

использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны

легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Реагировать на тот или иной объект мышь начинает на расстоянии порядка 1 метра,

при этом длительность посылаемых мышью ультразвуковых сигналов уменьшается

примерно в 10 раз, а частота их следования увеличивается до 100–200 импульсов

(щелчков) в секунду. То есть, заметив объект, мышь начинает щелкать более часто, а

сами щелчки становятся более короткими. Наименьшее расстояние, которое мышь может

определить таким образом, составляет примерно 5 см.

Во время сближения с объектом охоты летучая мышь как бы оценивает угол между

направлением своей скорости и направлением на источник отражённого сигнала и

изменяет направление полёта так, чтобы этот угол становился все меньше и меньше.

Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером

1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 м/с. Ответ поясните.

Для ультразвуковой эхолокации мыши используют волны частотой

1) менее 20 Гц 3) более 20 кГц

2) от 20 Гц до 20 кГц 4) любой частоты

Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у летучих мышей с их

Слух дельфинов

У дельфинов есть удивительная способность ориентироваться в морских глубинах. Эта способность связана с тем, что дельфины могут издавать и принимать сигналы ультразвуковых частот, главным образом от 80 кГц до 100 кГц. При этом мощность сигнала достаточна, чтобы обнаружить косяк рыбы на расстоянии до километра. Сигналы, посылаемые дельфином, представляют собой последовательность коротких импульсов, имеющих длительность порядка 0,01–0,1 мс.

Для того, чтобы сигнал был препятствием отражён, линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что ультразвуковая волна имеет острую направленность излучения, что очень важно для эхолокации, и намного медленнее затухает при распространении в воде.

Дельфин также способен воспринимать очень слабые отражённые сигналы звуковой частоты. Например, он прекрасно замечает маленькую рыбку, появившуюся сбоку на расстоянии 50 м.

Можно сказать, что дельфин обладает двумя типами слуха: он может направленно, вперёд, посылать и принимать ультразвуковой сигнал и может воспринимать обычные звуки, приходящие со всех сторон.

Для принятия остро направленных ультразвуковых сигналов у дельфина имеется вытянутая вперёд нижняя челюсть, по которой волны эхо-сигнала поступают к уху. А для принятия звуковых волн относительно низких частот, от 1кГц до 10 кГц, по бокам головы дельфина, где когда-то у далеких предков дельфинов, живших на суше, были обыкновенные уши, имеются наружные слуховые отверстия, которые почти заросли, однако звуки они пропускают прекрасно.

Может ли дельфин, обнаружить маленькую рыбку размером 15 см сбоку от себя? Скорость

звука в воде принять равной 1500 м/с. Ответ поясните.

Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у дельфинов с их

способностью излучать и принимать

1) только инфразвуковые волны 3) только ультразвуковые волны

2) только звуковые волны 4) звуковые и ультразвуковые волны

Для эхолокации дельфин использует

1) только инфразвуковые волны 3) только ультразвуковые волны

2) только звуковые волны 4) звуковые и ультразвуковые волны

Сейсмические волны

При землетрясении или крупном взрыве в коре и толще Земли возникают механические

волны, которые называются сейсмическими. Эти волны распространяются в Земле и

могут быть зарегистрированы при помощи специальных приборов – сейсмографов.

Действие сейсмографа основано на том принципе, что груз свободно подвешенного

маятника при землетрясении остаётся практически неподвижным относительно Земли. На

рисунке представлена схема сейсмографа. Маятник подвешен к стойке, прочно

закреплённой в грунте, и соединен с пером, чертящим непрерывную линию на бумажной

ленте равномерно вращающегося барабана. При колебаниях почвы стойка с барабаном

также приходят в колебательное движение, и на бумаге появляется график волнового

движения.

Различают несколько типов сейсмических волн, из них для изучения внутреннего

строения Земли наиболее важны продольная волна P и поперечная волна S.

Продольная волна характеризуется тем, что колебания частиц происходят в направлении

распространения волны; эти волны возникают и в твёрдых телах, и в жидкостях, и в газах.

Поперечные механические волны не распространяются ни в жидкостях, ни в газах.

Скорость распространения продольной волны примерно в 2 раза превышает скорость

распространения поперечной волны и составляет несколько километров в секунду. Когда

волны P и S проходят через среду, плотность и состав которой изменяются, то скорости

волн также меняются, что проявляется в преломлении волн. В более плотных слоях

Земли скорость волн возрастает. Характер преломления сейсмических волн позволяет

исследовать внутреннее строение Земли.

Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?

А. При землетрясении груз маятника сейсмографа совершает колебания относительно

поверхности Земли.

Б. Сейсмограф, установленный на некотором расстоянии от эпицентра землетрясения,

сначала зафиксирует сейсмическую волну P, а затем волну S.

Сейсмическая волна P является

1) механической продольной волной 3) радиоволной

2) механической поперечной волной 4) световой волной

На рисунке представлены графики зависимости скоростей сейсмических волн от глубины погружения в недра Земли. График для какой из волн (P или S ) указывает на то, что ядро Земли находится не в твёрдом состоянии? Ответ поясните.

Анализ звука

При помощи наборов акустических резонаторов можно установить, какие тоны входят в состав данного звука и каковы их амплитуды. Такое установление спектра сложного звука называется его гармоническим анализом.

Раньше анализ звука выполнялся с помощью резонаторов, представляющих собой полые шары разного размера, имеющих открытый отросток, вставляемый в ухо, и отверстие с противоположной стороны. Для анализа звука существенно, что всякий раз, когда в анализируемом звуке содержится тон, частота которого равна частоте резонатора, последний начинает громко звучать в этом тоне.

Такие способы анализа, однако, очень неточны и кропотливы. В настоящее время они вытеснены значительно более совершенными, точными и быстрыми электроакустическими методами. Суть их сводится к тому, что акустическое колебание сначала преобразуется в электрическое колебание с сохранением той же формы, а следовательно, имеющее тот же спектр, а затем это колебание анализируется электрическими методами.

Один из существенных результатов гармонического анализа касается звуков нашей речи. По тембру мы можем узнать голос человека. Но чем различаются звуковые колебания, когда один и тот же человек поёт на одной и той же ноте различные гласные? Другими словами, чем различаются в этих случаях периодические колебания воздуха, вызываемые голосовым аппаратом при разных положениях губ и языка и изменениях формы полости рта и глотки? Очевидно, в спектрах гласных должны быть какие-то особенности, характерные для каждого гласного звука, сверх тех особенностей, которые создают тембр голоса данного человека. Гармонический анализ гласных подтверждает это предположение, а именно: гласные звуки характеризуются наличием в их спектрах областей обертонов с большой амплитудой, причём эти области лежат для каждой гласной всегда на одних и тех же частотах независимо от высоты пропетого гласного звука.

Можно ли, используя спектр звуковых колебаний, отличить один гласный звук от другого? Ответ поясните.

Гармоническим анализом звука называют

А. установление числа тонов, входящих в состав сложного звука.

Б. установление частот и амплитуд тонов, входящих в состав сложного звука.

1) только А 2) только Б 3) и А и Б 4) ни А ни Б

Какое физическое явление лежит в основе электроакустического метода анализа звука?

1) преобразование электрических колебаний в звуковые

2) разложение звуковых колебаний в спектр

3) резонанс

4) преобразование звуковых колебаний в электрические

Цунами

Цунами – это одно из наиболее мощных природных явлений – ряд морских волн длиной до 200 км, способных пересечь весь океан со скоростями до 900 км/ч. Наиболее частой причиной появления цунами следует считать землетрясения.

Амплитуда цунами, а значит, и её энергия зависят от силы подземных толчков, от того, насколько близко к поверхности дна находится эпицентр землетрясения, от глубины океана в данном районе. Длина волны цунами определяется площадью и рельефом дна океана, на котором произошло землетрясение.

В океане волны цунами не превышают по высоте 60 см – их даже трудно определить с корабля или самолёта. Но их длина практически всегда значительно больше глубины океана, в котором они распространяются.

Все цунами характеризуются большим запасом энергии, которую они несут, даже в сравнении с самыми мощными волнами, образующимися под действием ветра.

Вся жизнь волны цунами может быть разделена на четыре последовательных этапа:

1) зарождение волны;

2) движение по просторам океана;

3) взаимодействие волны с прибрежной зоной;

4) обрушивание гребня волны на береговую зону.

Чтобы разобраться в природе цунами, рассмотрим мяч, плавающий на воде. Когда под ним проходит гребень, он устремляется вместе с ним вперёд, однако тут же соскальзывает с него, отстаёт и, попадая в ложбину, движется назад, пока его не подхватит следующий гребень. Затем всё повторяется, но не полностью: всякий раз предмет немного смещается вперёд. В результате мяч описывает в вертикальной плоскости траекторию, близкую к окружности. Поэтому в волне частица поверхности воды участвует в двух движениях: движется по окружности некоторого радиуса, уменьшающегося с глубиной, и поступательно в горизонтальном направлении.

Наблюдения показали, что существует зависимость скорости распространения волн от соотношения длины волны и глубины водоёма.

Если длина образовавшейся волны меньше глубины водоёма, то в волновом движении принимает участие только поверхностный слой.

При длине волны в десятки километров для волн цунами все моря и океаны являются «мелкими», и в волновом движении принимает участие вся масса воды – от поверхности до дна. Трение о дно становится существенным. Нижние слои (придонные) сильно затормаживаются, не успевая за верхними слоями. Скорость распространения таких волн определяется только глубиной. Расчёт даёт формулу, по которой можно рассчитать скорость волн на «мелкой» воде: υ = √gH

Цунами бегут со скоростью, которая уменьшается с уменьшением глубины океана. Это означает, что их длина должна меняться при подходе к берегу.

Также при торможении придонных слоёв растёт амплитуда волн, т.е. увеличивается потенциальная энергия волны. Дело в том, что уменьшение скорости волны приводит к уменьшению кинетической энергии, и часть её превращается в потенциальную энергию. Другая часть уменьшения кинетической энергии тратится на преодоление силы трения и превращается во внутреннюю. Несмотря на такие потери, разрушительная сила цунами остаётся огромной, что, к сожалению, нам приходится периодически наблюдать в различных районах Земли.

Почему при подходе цунами к берегу растёт амплитуда волн?

1) скорость волны увеличивается, внутренняя энергия волны частично превращается в кинетическую энергию

2) скорость волны уменьшается, внутренняя энергия волны частично превращается в потенциальную энергию

3) скорость волны уменьшается, кинетическая энергия волны частично превращается в потенциальную энергию

4) скорость волны увеличивается, внутренняя энергия волны частично превращается в потенциальную энергию

Движения частицы воды в цунами являются

1) поперечными колебаниями

2) суммой поступательного и вращательного движения

3) продольными колебаниями

4) только поступательным движением

Что происходит с длиной волны цунами при подходе к берегу? Ответ поясните.

Слух человека

Самый низкий тон, воспринимаемый человеком с нормальным слухом, имеет частоту около 20 Гц. Верхний предел слухового восприятия сильно различается у разных людей. Особое значение здесь имеет возраст. В восемнадцать лет при безупречном слухе можно услышать звук до 20 кГц, но в среднем границы слышимости для любого возраста лежат в интервале 18 - 16 кГц. С возрастом чувствительность человеческого уха к высокочастотным звукам постепенно падает. На рисунке приведен график зависимости уровня восприятия звука от частоты для людей разного возраста.

Чувствительность уха к звуковым колебаниям различных частот неодинакова. Оно

особенно тонко реагирует на колебания средних частот (в области 4000 Гц). По мере

уменьшения или увеличения частоты относительно среднего диапазона острота слуха

постепенно снижается.

Человеческое ухо не только различает звуки и их источники; оба уха, работая вместе,

способны довольно точно определять направление распространения звука. Поскольку

уши расположены с противоположных сторон головы, звуковые волны от источника

звука достигают их не одновременно и воздействуют с разным давлением. За счет

даже этой ничтожной разницы во времени и давлении мозг довольно точно определяет

направление источника звука.

Восприятие звуков различной громкости и частоты в 20-летнем и 60-летнем возрасте

Имеются два источника звуковой волны:

А. Звуковая волна частотой 100 Гц и громкостью 10 дБ.

Б. Звуковая волна частотой 1 кГц и громкостью 20 дБ.

Используя график, представленный на рисунке, определите, звук какого источника

будет услышан человеком.

1) только А 2) только Б 3) и А и Б 4) ни А ни Б

Какие утверждения, сделанные на основании графика (см. рисунок), справедливы?

А. С возрастом чувствительность человеческого слуха к высокочастотным звукам

постепенно падает.

Б. Слух гораздо чувствительнее к звукам в области 4 кГц, чем к более низким или

более высоким звукам.

1) только А 2) только Б 3) и А и Б 4) ни А ни Б

Всегда ли можно точно определить направление распространения звука и

Эхолокация позволяет летучим мышам ориентироваться в пространстве даже в темное время суток. Животные издают сигналы на ультразвуковой частоте.

Натыкаясь на предметы, ультразвуковая волна отражается от них и возвращается к мыши. Ориентируясь на время, прошедшее от испускания до возвращения сигнала, она способна определить расстояние до предмета.

Летучие мыши используют два разных механизма производства сигналов. Часть рукокрылых издают их при помощи гортани, а часть - с использованием языка (мыши как бы щелкают им).

Авторы новой работы изучили 26 летучих мышей, которые относились к 11 группам, эволюционировавшим независимо друг от друга. В результате ученым удалось обнаружить четкие анатомические отличия между мышами, использующими два механизма производства сигналов.

По мнению исследователей, новые данные помогут в изучении вопроса об эволюции способности к эхолокации.

Читайте также

  • Группа ученых под руководством профессора Сиан Бейлок из Чикагского университета провела многолетнее наблюдение за молодыми учительницами младших классов, работающими в школах небольших… 23:50
  • "Этот год (2009) подтвердил стойкую тенденцию ежегодного увеличения количества детей, усыновленных гражданами Украины", - цитирует в среду министра пресс-служба ведомства. Ссылаясь… 18:30
  • МОСТ-Одесса. 27 января В среду, 27 января представители трудового коллектива ОАО "Украинское Дунайское Пароходство" (Одесская область) провели пикетирования Кабинета Министров Украины… 18:21
  • МОСТ-Одесса. 27 января Дом Русова в Одессе законсервирован до принятия решения, за чьи средства будет вестись его реконструкция, сообщил в среду на пресс-конференции вице-мэр Одессы… 18:11
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок) В 2011 году ученики 4-х и 8-х классов средних общеобразовательных школ Днепропетровска №8, 49 и 112 примут участие в международных мониторинговых исследованиях… 17:50
  • Об этом заявил директор турнира УЕФА Евро-2012 в Украине Маркиян Лубкивский на брифинге в Киеве. "Целью визита делегации УЕФА во главе с Марком Тиммером был мониторинг процесса выполнения… 17:34
  • (ИА «Новый мост», Дарья Перебейнос) Днепропетровское коммунальное предприятие «Днепролифт» расформируют из-за большого количества долгов. Об этом 27 января сообщил начальник управления… 17:12
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок) В Новомосковске (Днепропетровская область) задержан 22-летний местный житель, который ограбил свою соседку и пытался задушить ее 11-летнюю дочь. Об… 17:12
  • МОСТ-Одесса. 27 января Одесский предприниматель взял на реализацию в декабре 2008 года хлопок на общую сумму 100 тыс. грн. после чего скрылся, не рассчитавшись с партнерами, сообщает… 17:10
  • (ИА «Новый мост», Дарья Перебейнос) В Днепропетровске штат дворников в ЖЭКах укомплектован на 60%. Об этом 27 января сообщил начальник управления ЖКХ Днепропетровского горсовета Николай… 16:57
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок) 26 января сотрудниками сектора борьбы с экономической преступностью Днепродзержинского городского управления милиции собран материал в отношении председателя… 16:37
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок, по материалам «РБК-Украина») В Запорожье 27 января был арестован начальник управления образования и науки Запорожского городского совета Дмитрий Секиринский… 16:12
  • Об этом сообщили в пресс-службе ГНАУ. С целью незаконного формирования налогового кредита, используя поддельные документы, злоумышленники провели по бухгалтерской и налоговой отчетности… 15:55
  • (ИА «Новый мост», Денис Моторин) Состояние окружающей природной среды в Днепропетровске в 2009 году улучшилось по сравнению с 2008 годом. Об этом говорится в сообщении городской Санитарно-эпидемиологической… 15:37
  • В Киеве в понедельник, 25 января, по улице Симиренко, 2/19 восьмилетний мальчик упал в открытый люк с кипятком в нескольких десятках метров от школы, пишет в своем сегодняшнем номере… 15:36

Летучая мышь

Летучая мышь может в полночь облететь темный хлев, не задев при этом ни столбов, ни стропил, ни спящих коров. Глаза летучей мыши не имеют специальных приборов ночного видения. Если бы в своих перемещениях по ночному хлеву летучая мышь надеялась на свои глаза, то пересчитала бы лбом не меньше столбов и стропил, чем мы с вами.

Как летучие мыши ориентируются в темноте?


Летучие мыши развили у себя другой путь ориентации в темноте: они прослушивают темное пространство. Они вылетают на охоту после захода солнца. В течение дня висят вверх ногами в своих домах - пещерах, в дуплах деревьев или в сенях деревенских домов, уцепившись лапками за перекладины на потолке. Большую часть дня летучие мыши приводят себя в порядок, готовясь к ночным приключениям: расчесывают коготками шерсть, тщательно вылизывают крылья.

Интересный факт: так же, как подводные лодки, летучие мыши используют для ориентации сонар, или звуковые волны, чтобы свободно перемещаться в темноте.

Почему летучие мыши охотятся по ночам?

В промежутках между этими занятиями летучие мыши дремлют. Когда наступает ночь, летучие мыши покидают свое жилище и вылетают на охоту. Одни виды летучих мышей предпочитают фрукты, другие, особенно тропические, виды - кровососущие, они нападают на птиц, коров и других животных. Но большинство летучих мышей питаются жучками и прочими насекомыми. Летучие мыши охотятся по ночам, так как темнота защищает летучих мышей от тех животных, которые могли бы съесть их самих. Кроме того, в ночных полетах их широкие, не покрытые шерстью крылья не высыхают от жарких солнечных лучей.

Материалы по теме:

Панда это медведь?

Как летучие мыши видят?

Чтобы ориентироваться в темноте, эти животные используют звук. Этим они похожи на подводные лодки, которые тоже применяют звуковые волны для навигации в мрачных глубинах океана. Летучие мыши посылают в пространство пачки звуковых волн, они испускают волны ртом или носом. Волны отражаются от окружающих предметов, обрисовывая их контуры, а мыши улавливают их своими ушами и восприни­мают звуковую (акустическую) картину окружающей обстановки, в этой – то картине они и ориентируются. Процесс такой ориентации по отраженному звуку называется эхолокация. Большие причудливые уши летучей мыши помогают ей ориентироваться в звуковой картине мира в темноте.

Интересный факт: когда летучая мышь нацеливается на добычу, она испускает звук частотой 200 биений в секунду.

Летучая мышь, оказавшаяся у вас в спальне в три часа ночи, прекрасно знает, куда лететь. Она посылает пачки звуковых волн и улавливает их отражения. Волны отражаются от кресел, дивана, экрана телевизора. От открытого окна волны отражаться не будут - значит, путь свободен, вот летучая мышь и нашла выход из западни. Звук, который испускает летучая мышь, отражается и от мелких объектов. Если добыча - вкусная муха - жужжит в комнате, летучая мышь ее найдет. Отыскивая насекомое, летучая мышь издает звук частотой 10 биений (импульсов) в секунду. Уловив отраженный сигнал, она увеличивает частоту до 25 биений в секунду, при такой частоте летучая мышь может точнее определить, где находится муха, чтобы атака оказалась удачной.

Летучие мыши – единственные млекопитающие, освоившие воздушную среду благодаря наличию у них крыльев. Кроме того, летучая мышь не является родственницей наземной ни по происхождению, ни по образу жизни.

К какому виду относится летучая мышь? Она относится к отряду рукокрылых , название которого говорит само за себя. Почему летучих мышей называют мышами? она была названа за отдалённое внешнее сходство с сухопутным грызуном и умение издавать звуки, похожие на мышиный писк.

Внешний вид

Летучая мышь, описание: большая часть тела животного отводится на крылья . Если не брать их во внимание, то можно отметить миниатюрное туловище с короткой шеей и вытянутой головой. Ротовая щель зверьков крупная , через неё виднеются острые зубы.

Одни виды летучих мышей очаровывают людей миловидной мордочкой, другие пугают необычной формой носа , несоразмерно большими ушами и удивительными наростами на голове.

Наиболее симпатичным рукокрылым животным семейства крыланов считается фруктовая собака : у неё большие открытые глаза и вытянутый нос, похожий на лисий. Интересно, что названия некоторым были даны исходя из формы носа животных: свиноносая, подковоносая, гладконосая.

У белой летучей мыши на мордочке имеется своеобразный «рог», придающий носу форму лепестка. Благодаря этому приспособлению направленные вперёд ноздри животного быстрее и эффективнее улавливают запахи .

Не менее специфичной внешностью обладает бульдоговая мышь : на её мордочке в поперечном направлении располагается хрящевая складка, идущая над носом от одной ушной раковины к другой. Хрящевой валик сводит вместе края ушных раковин, увеличивая их площадь для более совершенного слуха, необходимого для ориентировки в пространстве во время полёта.

По мордочке животного можно «прочитать» об образе жизни и о даже питании мыши. Например, любителям фруктов не нужны мощные локаторы, необходимые летучим представителям, рассекающим окрестности по ночам. Зато ноздри у них более широкие: пищу они разыскивают, ориентируясь на запахи .

Фото

Как выглядит летучая мышь: фото смотрите ниже:


Строение

Птицы приспособились к полёту благодаря облегчённым ячеистым костям, воздушным мешкам в лёгких и разнородному по строению и функции перьев покрову. У летающих рукокрылых всего этого нет , да и кожные перепонки едва ли можно назвать крыльями.

Как летают летучие мыши? Полёт мышей подобен полёту летательного аппарата Леонардо да Винчи , который перенял у природы идею строения крыла летучего млекопитающего.

Сплошная, непронизываемая воздухом кожная перепонка «накрывает» воздушные массы сверху, что позволяет зверькам отталкиваться от них и лететь.

Скелет и крылья

Скелет летучей мыши имеет свои особенности. Конечности летучих мышей видоизменены: они служат для крыла костяком . Плечевая кость у этих животных короткая, а кости предплечья и 4 последних пальца удлинены с целью увеличения площади летательной «мантии».

От шеи до кончиков пальцев зверьков натянута кожно-фиброзная складка. Большой палец с цепким коготком не включён в крыло, он необходим животному для хватания . Между задними лапками и длинным хвостом натянута задняя (межбедренная) часть перепонки.

Посмотрите, как выглядят крылья летучей мыши, на фото ниже:

Полёт

Рука с крылом приводится в движение несколькими парными мышцами верхнего пояса, которые для снижения энергозатрат на полёты прикреплены не к грудине, а к фиброзной основе крыла. Киль грудины зверьков уступает по мощности птичьему: к нему прикрепляется только одна мышца, необходимая для полёта, – большая грудная.

Позвоночник у летучих млекопитающих более подвижен, чем у птиц . Он позволяет мышам быть более манёвренными вне воздушной среды.

Передвижение по земле

Как передвигается летучая мышь? Эволюция лишила рукокрылых крепких костей нижнего пояса, бедра и голени, оставив за ними право большую часть жизни летать.

Некоторые виды мышей, например, вампировые имеют более крепкие бедренные кости и способны ходить по земле . Опорой для них служит утолщённая кожа подушечек лап. Крыланы передвигаться подобным образом не могут и делают это крайне неуклюже.

Размеры и вес

Длина крохотного тельца зверьков, населяющих Россию, обычно не превышает 5 см , размах крыльев самых маленьких из них составляет 18 см. Масса рекордсменов-малюток – 2-5 г.

Небольшими размерами обладают ушаны, белые и свиноносые мышки. Представитель последнего вида считается одним из самых маленьких млекопитающих на Земле.

Крупные особи весят до килограмма. Расстояние между кончиками пальцев передних лап при расправленных крыльях может достигать полутора метров, а длина тела – 40 см. Настоящими исполинами среди рукокрылых считаются крыланы, Южноамериканские ложные вампиры.

Органы чувств

Реакция летучих мышей на свет: сетчатка летучих мышей лишена колбочек – рецепторов, ответственных за дневное видение.

Зрение их является сумеречным и обеспечивается палочками. Поэтому днём животные вынуждены спать , так как при дневном свете они видят плохо.

У некоторых представителей глаза прикрыты причудливыми кожными складками. Это ещё раз подтверждает гипотезу о том, что ориентируются в пространстве мыши не при помощи зрительного анализатора . У близких родственников летучих мышей, крыланов, также относящихся к отряду рукокрылые, колбочки имеются. Этих животных можно встретить и днём.

Второстепенная роль для зверьков зрительного анализатора была выявлена в ходе простого эксперимента : когда животным завязывали глаза, в окружающей обстановке они ориентироваться не переставали. Когда то же самое повторили с ушами, мыши стали натыкаться на стены и предметы, находящиеся в комнате.

Летучие мыши приносят несомненную пользу садово-огородным и фермерским хозяйствам. В тёмное время суток, когда неактивны птицы, они массово уничтожают не только насекомых-вредителей, но и мелких грызунов. Читайте наши статьи о том, эти загадочные животные и какова их .

Как же мыши видят в темноте?

Как летучие мыши ориентируются в темноте? Какие звуки издают летучие мыши? Удивительная способность рукокрылых летать и добывать пищу без участия зрения была раскрыта после того, как при помощи чувствительных датчиков удалось записать ультразвуковые сигналы , которые издают животные во время полёта.

Ультразвук летучих мышей, который неслышен человеческим ухом, отражается от окружающих объектов, находящихся в радиусе 15 метров, возвращаются к зверьку, собираются ушной раковиной и анализируются внутренним ухом. Слух у животных тонкий .

Питание

Летучие млекопитающие имеют свои предпочтения в еде . Исходя из того, какой продукт у животного является излюбленным, выделяют:

  • насекомоядных;
  • плотоядных;
  • фруктоядных или вегетарианцев;
  • рыбоядных мышей;
  • вампиров .

Прочитайте интересную статью о том, и как охотятся мыши в природе.

Сон

Спать представители рукокрылых предпочитают вниз головой . Коготками задних лапок они цепляются за горизонтальную перекладину или сучок дерева, прижимают к телу крылья и засыпают. Почему летучие мыши спят вниз головой (вверх ногами)? Сидя они не спят: слабые кости нижних конечностей не выдерживают многочасовую нагрузку на них во время сна.

Спящие летучие мыши, почуяв опасность, расправляют крылья, разжимают коготки задних лап и улетают, не тратя время на вставание из положения лёжа или сидя.

Размножение

Как размножаются и рождаются летучие мыши? Перед зимней спячкой животные открывают брачный сезон ( ?). Через несколько месяцев после спаривания на свет появляется 1-2 мышонка , которых мать вскармливает молоком в течение 2 недель.

Детеныши летучей мыши, находятся под опекой матери 3 недели , после чего приступают к самостоятельной жизни. Спросите, сколько живут летучие мыши, есть данные, что рукокрылые могут прожить до 30 лет .

Экзотика по соседству

Интересные факты о летучих мышах, смотрите в видео ниже:

Источник задания: Решение 4255. ОГЭ 2017 Физика, Е.Е. Камзеева. 30 вариантов.

Задание 20. Умение великолепно ориентироваться в пространстве у летучих мышей связано с их способностью излучать и принимать

1) только инфразвуковые волны

2) только звуковые волны

3) только ультразвуковые волны

4) звуковые и ультразвуковые волны

Решение.

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах, в которых они прекрасно ориентируются в полной темноте. Влетая и вылетая из пещеры, каждая мышь издаёт неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать, не сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей темноте, не натыкаясь на препятствия? Удивительное свойство этих ночных животных - умение ориентироваться в пространстве без помощи зрения - связано с их способностью испускать и улавливать ультразвуковые волны.

Для того, чтобы сигнал был препятствием отражён, наименьший линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя другие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Жизнь и повадки мышей. Ученые выяснили, как летучие мыши ориентируются в темноте Как летучая мышь видит темноте

Летучие мыши - очень необычные создания. И необычный способ их передвижения всего лишь одна из удивительных вещей, связанная с ними. Как летают летучие мыши в полной темноте и не задевают ничего? Об этом мы и поговорим в этот раз. Этот вопрос интересовал и продолжает интересовать ученых и летучие мыши до сих пор способны открывать нам свои тайны и приближать к разгадке природы мозга.

Летучие мыши - не птицы, а млекопитающие. Их детеныши появляются на свет путем живорождения и питаются молоком своей мамы. Это единственные млекопитающие, которые научились летать. Летучие мыши - усердные охотники: каждую ночь они съедают столько насекомых, сколько весит половина их собственного тела.

Первый вопрос, которым задались ученые касательно этих зверюшек: «как ориентируются летучие мыши в пространстве?». Разгадку этой тайны биологи нашли только в 1938 г. Оказалось, что летучие мыши обладают своего рода акустическим радаром. Способностью эхолокации. Во время полета они издают сигналы такой высокой частоты, что человеческое ухо их не воспринимает. Эхо отражается от препятствий, и летучие мыши улавливают их своими большими ушами. Как доказывают опыты, по характеру и интенсивности эха они могут не только обнаружить тончайшую проволоку и облететь ее, но и «запеленговать» быстро летящее насекомое; мозг летучей мыши молниеносно рассчитывает верный курс, и она безошибочно хватает добычу.

Чтобы это выяснить, были проведены специальные эксперименты. В большой комнате биологи подвесили довольно близко друг к другу веревки, закрепленные у потолка. Затем закрыли глаза нескольким подопытным животным и выпустили их в комнате. Летучие мыши по-прежнему летали с большой скоростью, не натыкаясь на преграды. Это доказало, что они не руководствуются зрением во время своих полетов.

Тогда ученые закрыли им уши и рты и опять выпустили в комнате. Но на этот раз они летали с трудом, постоянно натыкаясь на веревки. Так было открыто средство, каким руководствуются мыши во время полетов. Летая, они постоянно издают звуки, такие высокие, что человеческое ухо не может уловить их. Эти высокочастотные звуковые волны, ударяясь о преграды на пути животного, отражаются и воспринимаются ушами летучих мышей. Их крылья автоматически реагируют на эти сигналы, и животное может изменить свой курс, облетая преграды!

Последние открытия как летают летучие мыши и ориентируются в пространстве, было сделано не так давно. В 2013 году благодаря современным технологиям удалось выяснить, что они способны ориентироваться в пространстве благодаря трехмерной карте местности, закодированной в нейронах мозга. Результаты исследования были опубликованы на страницах журнала Science.

Первоначально нейронные механизмы ориентации в пространстве были обнаружены в мозгу обычных грызунов и в частности крыс. Именно благодаря таким механизмам крысы могут передвигаться относительно зрительно воспринимаемых ориентиров. После этого в мозгу грызунов были обнаружены координатные нейроны, которые позволяют создавать крысам так называемую карту местности. После этого ученые вернулись к механизмами ориентирования в пространстве летучих мышей, которые передвигаются в полной темноте.

Успешное исследование летучих мышей провел Михаил Ярцев – победитель премии 2013 года для молодых ученых в области нейробиологии. Он работает в Институте нейронаук Принстонского университета. Его исследование посвящено механизмам кодирования информации в мозге млекопитающих в трехмерном пространстве. Ученый регистрировал активность нейронов в мозгу летучей мыши, которая летала в комнате. Ярцеву удалось обнаружить в ее мозгу тот же тип клеток, которые отвечают за ориентацию в окружающем пространстве.

Нейроны мозга млекопитающих обеспечивают карту местности, которая позволяет им ориентироваться в пространстве. Ранее ученые изучали только двухмерные карты. Новый объект - летучая мышь - позволил заглянуть в тайны навигации в трехмерном пространстве.

«Все животные на нашей планете - на земле, под землей, в глубинах океана или в воздухе - должны иметь представление о своем местоположении в пространстве, это им необходимо для выживания, - пишет Ярцев. - Как мозг решает проблему позиционирования в пространстве - это одна из центральных проблем в нейронауке».

Надо отметить, что чуть ранее в мозге крысы некоторое время назад ученые обнаружили специализированные нейроны, которые испускают электрические импульсы в тот момент, когда животное оказывается в определенной точке местности, их назвали клетками места (place cells). Другие нейроны, названные клетками решетки (grid cells), реагируют на пересечение неких узлов системы координат. Эти нейроны обеспечивают мозговую карту местности, которая помогает животным ориентироваться в окружающей среде.

Эти нейроны играют ключевую роль в позиционировании животного в окружающей среде. Однако, по признанию Михаила Ярцева, они делают нечто большее, чем просто определение того, где мы сейчас находимся. Поэтому точное понимание функции этих клеток еще впереди.

Благодаря технологии беспроводной регистрации активности отдельных нейронов летучей мыши в полете, ученые смогли записать нейронную активность единичных клеток места летучей мыши, летающей в помещении размером 6х5х3 м, и увидеть, как активность этих клеток изменяется с перемещением животного в трехмерном пространстве.

Точный механизм кодирования трехмерного пространства в нейронах летучей мыши - это предмет будущих исследований. Еще один ключевой вопрос, который был поднят благодаря этому исследованию – это как 2D-кодирование пространства модулируется в 3D-кодирование. В 3D-пространстве клетки места так же чувствительны к изменению позиции животного, что и в 2D. Современные технологии позволяют вскоре получить новые сведения о том, как летают летучие мыши и ориентируются в трехмерном пространстве.

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах, в которых они прекрасно

ориентируются в полной темноте. Влетая и вылетая из пещеры, каждая мышь издает

неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не

мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать, не

сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей

темноте, не натыкаясь на препятствия? Удивительное свойство этих ночных животных –

умение ориентироваться в пространстве без помощи зрения – связано с их способностью

испускать и улавливать ультразвуковые волны.

Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие сигналы на частоте около 80

кГц, а затем принимает отражённые эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших

препятствий и от пролетающих вблизи насекомых.

Для того, чтобы сигнал был препятствием отражён, наименьший линейный размер

этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука.

Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем

можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того,

использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны

легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Реагировать на тот или иной объект мышь начинает на расстоянии порядка 1 метра,

при этом длительность посылаемых мышью ультразвуковых сигналов уменьшается

примерно в 10 раз, а частота их следования увеличивается до 100–200 импульсов

(щелчков) в секунду. То есть, заметив объект, мышь начинает щелкать более часто, а

сами щелчки становятся более короткими. Наименьшее расстояние, которое мышь может

определить таким образом, составляет примерно 5 см.

Во время сближения с объектом охоты летучая мышь как бы оценивает угол между

направлением своей скорости и направлением на источник отражённого сигнала и

изменяет направление полёта так, чтобы этот угол становился все меньше и меньше.

Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером

1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 м/с. Ответ поясните.

Для ультразвуковой эхолокации мыши используют волны частотой

1) менее 20 Гц 3) более 20 кГц

2) от 20 Гц до 20 кГц 4) любой частоты

Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у летучих мышей с их

Слух дельфинов

У дельфинов есть удивительная способность ориентироваться в морских глубинах. Эта способность связана с тем, что дельфины могут издавать и принимать сигналы ультразвуковых частот, главным образом от 80 кГц до 100 кГц. При этом мощность сигнала достаточна, чтобы обнаружить косяк рыбы на расстоянии до километра. Сигналы, посылаемые дельфином, представляют собой последовательность коротких импульсов, имеющих длительность порядка 0,01–0,1 мс.

Для того, чтобы сигнал был препятствием отражён, линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что ультразвуковая волна имеет острую направленность излучения, что очень важно для эхолокации, и намного медленнее затухает при распространении в воде.

Дельфин также способен воспринимать очень слабые отражённые сигналы звуковой частоты. Например, он прекрасно замечает маленькую рыбку, появившуюся сбоку на расстоянии 50 м.

Можно сказать, что дельфин обладает двумя типами слуха: он может направленно, вперёд, посылать и принимать ультразвуковой сигнал и может воспринимать обычные звуки, приходящие со всех сторон.

Для принятия остро направленных ультразвуковых сигналов у дельфина имеется вытянутая вперёд нижняя челюсть, по которой волны эхо-сигнала поступают к уху. А для принятия звуковых волн относительно низких частот, от 1кГц до 10 кГц, по бокам головы дельфина, где когда-то у далеких предков дельфинов, живших на суше, были обыкновенные уши, имеются наружные слуховые отверстия, которые почти заросли, однако звуки они пропускают прекрасно.

Может ли дельфин, обнаружить маленькую рыбку размером 15 см сбоку от себя? Скорость

звука в воде принять равной 1500 м/с. Ответ поясните.

Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у дельфинов с их

способностью излучать и принимать

1) только инфразвуковые волны 3) только ультразвуковые волны

2) только звуковые волны 4) звуковые и ультразвуковые волны

Для эхолокации дельфин использует

1) только инфразвуковые волны 3) только ультразвуковые волны

2) только звуковые волны 4) звуковые и ультразвуковые волны

Сейсмические волны

При землетрясении или крупном взрыве в коре и толще Земли возникают механические

волны, которые называются сейсмическими. Эти волны распространяются в Земле и

могут быть зарегистрированы при помощи специальных приборов – сейсмографов.

Действие сейсмографа основано на том принципе, что груз свободно подвешенного

маятника при землетрясении остаётся практически неподвижным относительно Земли. На

рисунке представлена схема сейсмографа. Маятник подвешен к стойке, прочно

закреплённой в грунте, и соединен с пером, чертящим непрерывную линию на бумажной

ленте равномерно вращающегося барабана. При колебаниях почвы стойка с барабаном

также приходят в колебательное движение, и на бумаге появляется график волнового

движения.

Различают несколько типов сейсмических волн, из них для изучения внутреннего

строения Земли наиболее важны продольная волна P и поперечная волна S.

Продольная волна характеризуется тем, что колебания частиц происходят в направлении

распространения волны; эти волны возникают и в твёрдых телах, и в жидкостях, и в газах.

Поперечные механические волны не распространяются ни в жидкостях, ни в газах.

Скорость распространения продольной волны примерно в 2 раза превышает скорость

распространения поперечной волны и составляет несколько километров в секунду. Когда

волны P и S проходят через среду, плотность и состав которой изменяются, то скорости

волн также меняются, что проявляется в преломлении волн. В более плотных слоях

Земли скорость волн возрастает. Характер преломления сейсмических волн позволяет

исследовать внутреннее строение Земли.

Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?

А. При землетрясении груз маятника сейсмографа совершает колебания относительно

поверхности Земли.

Б. Сейсмограф, установленный на некотором расстоянии от эпицентра землетрясения,

сначала зафиксирует сейсмическую волну P, а затем волну S.

Сейсмическая волна P является

1) механической продольной волной 3) радиоволной

2) механической поперечной волной 4) световой волной

На рисунке представлены графики зависимости скоростей сейсмических волн от глубины погружения в недра Земли. График для какой из волн (P или S ) указывает на то, что ядро Земли находится не в твёрдом состоянии? Ответ поясните.

Анализ звука

При помощи наборов акустических резонаторов можно установить, какие тоны входят в состав данного звука и каковы их амплитуды. Такое установление спектра сложного звука называется его гармоническим анализом.

Раньше анализ звука выполнялся с помощью резонаторов, представляющих собой полые шары разного размера, имеющих открытый отросток, вставляемый в ухо, и отверстие с противоположной стороны. Для анализа звука существенно, что всякий раз, когда в анализируемом звуке содержится тон, частота которого равна частоте резонатора, последний начинает громко звучать в этом тоне.

Такие способы анализа, однако, очень неточны и кропотливы. В настоящее время они вытеснены значительно более совершенными, точными и быстрыми электроакустическими методами. Суть их сводится к тому, что акустическое колебание сначала преобразуется в электрическое колебание с сохранением той же формы, а следовательно, имеющее тот же спектр, а затем это колебание анализируется электрическими методами.

Один из существенных результатов гармонического анализа касается звуков нашей речи. По тембру мы можем узнать голос человека. Но чем различаются звуковые колебания, когда один и тот же человек поёт на одной и той же ноте различные гласные? Другими словами, чем различаются в этих случаях периодические колебания воздуха, вызываемые голосовым аппаратом при разных положениях губ и языка и изменениях формы полости рта и глотки? Очевидно, в спектрах гласных должны быть какие-то особенности, характерные для каждого гласного звука, сверх тех особенностей, которые создают тембр голоса данного человека. Гармонический анализ гласных подтверждает это предположение, а именно: гласные звуки характеризуются наличием в их спектрах областей обертонов с большой амплитудой, причём эти области лежат для каждой гласной всегда на одних и тех же частотах независимо от высоты пропетого гласного звука.

Можно ли, используя спектр звуковых колебаний, отличить один гласный звук от другого? Ответ поясните.

Гармоническим анализом звука называют

А. установление числа тонов, входящих в состав сложного звука.

Б. установление частот и амплитуд тонов, входящих в состав сложного звука.

1) только А 2) только Б 3) и А и Б 4) ни А ни Б

Какое физическое явление лежит в основе электроакустического метода анализа звука?

1) преобразование электрических колебаний в звуковые

2) разложение звуковых колебаний в спектр

3) резонанс

4) преобразование звуковых колебаний в электрические

Цунами

Цунами – это одно из наиболее мощных природных явлений – ряд морских волн длиной до 200 км, способных пересечь весь океан со скоростями до 900 км/ч. Наиболее частой причиной появления цунами следует считать землетрясения.

Амплитуда цунами, а значит, и её энергия зависят от силы подземных толчков, от того, насколько близко к поверхности дна находится эпицентр землетрясения, от глубины океана в данном районе. Длина волны цунами определяется площадью и рельефом дна океана, на котором произошло землетрясение.

В океане волны цунами не превышают по высоте 60 см – их даже трудно определить с корабля или самолёта. Но их длина практически всегда значительно больше глубины океана, в котором они распространяются.

Все цунами характеризуются большим запасом энергии, которую они несут, даже в сравнении с самыми мощными волнами, образующимися под действием ветра.

Вся жизнь волны цунами может быть разделена на четыре последовательных этапа:

1) зарождение волны;

2) движение по просторам океана;

3) взаимодействие волны с прибрежной зоной;

4) обрушивание гребня волны на береговую зону.

Чтобы разобраться в природе цунами, рассмотрим мяч, плавающий на воде. Когда под ним проходит гребень, он устремляется вместе с ним вперёд, однако тут же соскальзывает с него, отстаёт и, попадая в ложбину, движется назад, пока его не подхватит следующий гребень. Затем всё повторяется, но не полностью: всякий раз предмет немного смещается вперёд. В результате мяч описывает в вертикальной плоскости траекторию, близкую к окружности. Поэтому в волне частица поверхности воды участвует в двух движениях: движется по окружности некоторого радиуса, уменьшающегося с глубиной, и поступательно в горизонтальном направлении.

Наблюдения показали, что существует зависимость скорости распространения волн от соотношения длины волны и глубины водоёма.

Если длина образовавшейся волны меньше глубины водоёма, то в волновом движении принимает участие только поверхностный слой.

При длине волны в десятки километров для волн цунами все моря и океаны являются «мелкими», и в волновом движении принимает участие вся масса воды – от поверхности до дна. Трение о дно становится существенным. Нижние слои (придонные) сильно затормаживаются, не успевая за верхними слоями. Скорость распространения таких волн определяется только глубиной. Расчёт даёт формулу, по которой можно рассчитать скорость волн на «мелкой» воде: υ = √gH

Цунами бегут со скоростью, которая уменьшается с уменьшением глубины океана. Это означает, что их длина должна меняться при подходе к берегу.

Также при торможении придонных слоёв растёт амплитуда волн, т.е. увеличивается потенциальная энергия волны. Дело в том, что уменьшение скорости волны приводит к уменьшению кинетической энергии, и часть её превращается в потенциальную энергию. Другая часть уменьшения кинетической энергии тратится на преодоление силы трения и превращается во внутреннюю. Несмотря на такие потери, разрушительная сила цунами остаётся огромной, что, к сожалению, нам приходится периодически наблюдать в различных районах Земли.

Почему при подходе цунами к берегу растёт амплитуда волн?

1) скорость волны увеличивается, внутренняя энергия волны частично превращается в кинетическую энергию

2) скорость волны уменьшается, внутренняя энергия волны частично превращается в потенциальную энергию

3) скорость волны уменьшается, кинетическая энергия волны частично превращается в потенциальную энергию

4) скорость волны увеличивается, внутренняя энергия волны частично превращается в потенциальную энергию

Движения частицы воды в цунами являются

1) поперечными колебаниями

2) суммой поступательного и вращательного движения

3) продольными колебаниями

4) только поступательным движением

Что происходит с длиной волны цунами при подходе к берегу? Ответ поясните.

Слух человека

Самый низкий тон, воспринимаемый человеком с нормальным слухом, имеет частоту около 20 Гц. Верхний предел слухового восприятия сильно различается у разных людей. Особое значение здесь имеет возраст. В восемнадцать лет при безупречном слухе можно услышать звук до 20 кГц, но в среднем границы слышимости для любого возраста лежат в интервале 18 - 16 кГц. С возрастом чувствительность человеческого уха к высокочастотным звукам постепенно падает. На рисунке приведен график зависимости уровня восприятия звука от частоты для людей разного возраста.

Чувствительность уха к звуковым колебаниям различных частот неодинакова. Оно

особенно тонко реагирует на колебания средних частот (в области 4000 Гц). По мере

уменьшения или увеличения частоты относительно среднего диапазона острота слуха

постепенно снижается.

Человеческое ухо не только различает звуки и их источники; оба уха, работая вместе,

способны довольно точно определять направление распространения звука. Поскольку

уши расположены с противоположных сторон головы, звуковые волны от источника

звука достигают их не одновременно и воздействуют с разным давлением. За счет

даже этой ничтожной разницы во времени и давлении мозг довольно точно определяет

направление источника звука.

Восприятие звуков различной громкости и частоты в 20-летнем и 60-летнем возрасте

Имеются два источника звуковой волны:

А. Звуковая волна частотой 100 Гц и громкостью 10 дБ.

Б. Звуковая волна частотой 1 кГц и громкостью 20 дБ.

Используя график, представленный на рисунке, определите, звук какого источника

будет услышан человеком.

1) только А 2) только Б 3) и А и Б 4) ни А ни Б

Какие утверждения, сделанные на основании графика (см. рисунок), справедливы?

А. С возрастом чувствительность человеческого слуха к высокочастотным звукам

постепенно падает.

Б. Слух гораздо чувствительнее к звукам в области 4 кГц, чем к более низким или

более высоким звукам.

1) только А 2) только Б 3) и А и Б 4) ни А ни Б

Всегда ли можно точно определить направление распространения звука и

Летучие мыши – единственные млекопитающие, освоившие воздушную среду благодаря наличию у них крыльев. Кроме того, летучая мышь не является родственницей наземной ни по происхождению, ни по образу жизни.

К какому виду относится летучая мышь? Она относится к отряду рукокрылых , название которого говорит само за себя. Почему летучих мышей называют мышами? она была названа за отдалённое внешнее сходство с сухопутным грызуном и умение издавать звуки, похожие на мышиный писк.

Внешний вид

Летучая мышь, описание: большая часть тела животного отводится на крылья . Если не брать их во внимание, то можно отметить миниатюрное туловище с короткой шеей и вытянутой головой. Ротовая щель зверьков крупная , через неё виднеются острые зубы.

Одни виды летучих мышей очаровывают людей миловидной мордочкой, другие пугают необычной формой носа , несоразмерно большими ушами и удивительными наростами на голове.

Наиболее симпатичным рукокрылым животным семейства крыланов считается фруктовая собака : у неё большие открытые глаза и вытянутый нос, похожий на лисий. Интересно, что названия некоторым были даны исходя из формы носа животных: свиноносая, подковоносая, гладконосая.

У белой летучей мыши на мордочке имеется своеобразный «рог», придающий носу форму лепестка. Благодаря этому приспособлению направленные вперёд ноздри животного быстрее и эффективнее улавливают запахи .

Не менее специфичной внешностью обладает бульдоговая мышь : на её мордочке в поперечном направлении располагается хрящевая складка, идущая над носом от одной ушной раковины к другой. Хрящевой валик сводит вместе края ушных раковин, увеличивая их площадь для более совершенного слуха, необходимого для ориентировки в пространстве во время полёта.

По мордочке животного можно «прочитать» об образе жизни и о даже питании мыши. Например, любителям фруктов не нужны мощные локаторы, необходимые летучим представителям, рассекающим окрестности по ночам. Зато ноздри у них более широкие: пищу они разыскивают, ориентируясь на запахи .

Фото

Как выглядит летучая мышь: фото смотрите ниже:


Строение

Птицы приспособились к полёту благодаря облегчённым ячеистым костям, воздушным мешкам в лёгких и разнородному по строению и функции перьев покрову. У летающих рукокрылых всего этого нет , да и кожные перепонки едва ли можно назвать крыльями.

Как летают летучие мыши? Полёт мышей подобен полёту летательного аппарата Леонардо да Винчи , который перенял у природы идею строения крыла летучего млекопитающего.

Сплошная, непронизываемая воздухом кожная перепонка «накрывает» воздушные массы сверху, что позволяет зверькам отталкиваться от них и лететь.

Скелет и крылья

Скелет летучей мыши имеет свои особенности. Конечности летучих мышей видоизменены: они служат для крыла костяком . Плечевая кость у этих животных короткая, а кости предплечья и 4 последних пальца удлинены с целью увеличения площади летательной «мантии».

От шеи до кончиков пальцев зверьков натянута кожно-фиброзная складка. Большой палец с цепким коготком не включён в крыло, он необходим животному для хватания . Между задними лапками и длинным хвостом натянута задняя (межбедренная) часть перепонки.

Посмотрите, как выглядят крылья летучей мыши, на фото ниже:

Полёт

Рука с крылом приводится в движение несколькими парными мышцами верхнего пояса, которые для снижения энергозатрат на полёты прикреплены не к грудине, а к фиброзной основе крыла. Киль грудины зверьков уступает по мощности птичьему: к нему прикрепляется только одна мышца, необходимая для полёта, – большая грудная.

Позвоночник у летучих млекопитающих более подвижен, чем у птиц . Он позволяет мышам быть более манёвренными вне воздушной среды.

Передвижение по земле

Как передвигается летучая мышь? Эволюция лишила рукокрылых крепких костей нижнего пояса, бедра и голени, оставив за ними право большую часть жизни летать.

Некоторые виды мышей, например, вампировые имеют более крепкие бедренные кости и способны ходить по земле . Опорой для них служит утолщённая кожа подушечек лап. Крыланы передвигаться подобным образом не могут и делают это крайне неуклюже.

Размеры и вес

Длина крохотного тельца зверьков, населяющих Россию, обычно не превышает 5 см , размах крыльев самых маленьких из них составляет 18 см. Масса рекордсменов-малюток – 2-5 г.

Небольшими размерами обладают ушаны, белые и свиноносые мышки. Представитель последнего вида считается одним из самых маленьких млекопитающих на Земле.

Крупные особи весят до килограмма. Расстояние между кончиками пальцев передних лап при расправленных крыльях может достигать полутора метров, а длина тела – 40 см. Настоящими исполинами среди рукокрылых считаются крыланы, Южноамериканские ложные вампиры.

Органы чувств

Реакция летучих мышей на свет: сетчатка летучих мышей лишена колбочек – рецепторов, ответственных за дневное видение.

Зрение их является сумеречным и обеспечивается палочками. Поэтому днём животные вынуждены спать , так как при дневном свете они видят плохо.

У некоторых представителей глаза прикрыты причудливыми кожными складками. Это ещё раз подтверждает гипотезу о том, что ориентируются в пространстве мыши не при помощи зрительного анализатора . У близких родственников летучих мышей, крыланов, также относящихся к отряду рукокрылые, колбочки имеются. Этих животных можно встретить и днём.

Второстепенная роль для зверьков зрительного анализатора была выявлена в ходе простого эксперимента : когда животным завязывали глаза, в окружающей обстановке они ориентироваться не переставали. Когда то же самое повторили с ушами, мыши стали натыкаться на стены и предметы, находящиеся в комнате.

Летучие мыши приносят несомненную пользу садово-огородным и фермерским хозяйствам. В тёмное время суток, когда неактивны птицы, они массово уничтожают не только насекомых-вредителей, но и мелких грызунов. Читайте наши статьи о том, эти загадочные животные и какова их .

Как же мыши видят в темноте?

Как летучие мыши ориентируются в темноте? Какие звуки издают летучие мыши? Удивительная способность рукокрылых летать и добывать пищу без участия зрения была раскрыта после того, как при помощи чувствительных датчиков удалось записать ультразвуковые сигналы , которые издают животные во время полёта.

Ультразвук летучих мышей, который неслышен человеческим ухом, отражается от окружающих объектов, находящихся в радиусе 15 метров, возвращаются к зверьку, собираются ушной раковиной и анализируются внутренним ухом. Слух у животных тонкий .

Питание

Летучие млекопитающие имеют свои предпочтения в еде . Исходя из того, какой продукт у животного является излюбленным, выделяют:

  • насекомоядных;
  • плотоядных;
  • фруктоядных или вегетарианцев;
  • рыбоядных мышей;
  • вампиров .

Прочитайте интересную статью о том, и как охотятся мыши в природе.

Сон

Спать представители рукокрылых предпочитают вниз головой . Коготками задних лапок они цепляются за горизонтальную перекладину или сучок дерева, прижимают к телу крылья и засыпают. Почему летучие мыши спят вниз головой (вверх ногами)? Сидя они не спят: слабые кости нижних конечностей не выдерживают многочасовую нагрузку на них во время сна.

Спящие летучие мыши, почуяв опасность, расправляют крылья, разжимают коготки задних лап и улетают, не тратя время на вставание из положения лёжа или сидя.

Размножение

Как размножаются и рождаются летучие мыши? Перед зимней спячкой животные открывают брачный сезон ( ?). Через несколько месяцев после спаривания на свет появляется 1-2 мышонка , которых мать вскармливает молоком в течение 2 недель.

Детеныши летучей мыши, находятся под опекой матери 3 недели , после чего приступают к самостоятельной жизни. Спросите, сколько живут летучие мыши, есть данные, что рукокрылые могут прожить до 30 лет .

Экзотика по соседству

Интересные факты о летучих мышах, смотрите в видео ниже:

Люди в течение длительного времени предполагали, что летучие мыши летают и охотятся в кромешной темноте с помощью хорошо развитого зрения. В наши дни известно, что эти животные имеют чувствительный и точный орган, который позволяет им ориентироваться в пространстве с помощью звука, а не света. Важнее зрения для летучих мышей являются слух и обоняние.

Основные данные:

Насколько хорошо „видит" летучая мышь?

Человек воспринимает окружающий мир в основном с помощью зрения. Поэтому трудно представить себе, как летучая мышь может создать такую же картину на основании анализа звуковых сигналов.

В результате проведения многих опытов было доказано, что летучие мыши „видят" очень хорошо. Летучие мыши могут точно определить расстояние до предмета, например, насекомые, также в каком направлении она движется. Единственное свойство предмета, которое не позволяет определить система эхолокации, - это его цвет.

Эхолокацией пользуются далеко не все виды летучих мышей. У большинства крыланов эхолокационного механизма не обнаружили. Они ориентируются с помощью зрения. Только пещерные виды крыланов выдают слабые шумовые сигналы. У кожановых механизм эхолокации развит в наиболее совершенной степени. Эти животные способны выделять отражение „своего" сигнала из смеси различных ультразвуковых и звуковых волн.

Полёт между проводами

Точность эхолокационного аппарата удивительная. Летучие мыши „замечают" провода толщиной 0,28 мм, находясь от них на расстоянии более метра. Если провода толще 3 мм, они „видят" их уже примерно за 2-3 метра. Система эхолокации южного подковоноса ещё лучше. Зверь в полёте может избежать столкновения с проводами толщиной 0,05 мм. Остроухая ночница обнаруживает проволоку диаметром 2 мм на расстоянии 1,1 м.

Чёткость „изображения"

В результате многочисленных опытов было доказано, что североамериканские большие летучие мыши могут отличить предметы, находящиеся на расстоянии примерно 10-12 мм друг от друга, также отличить треугольник с длиной сторон 10, 10 и 5 миллиметров от треугольника с размером сторон 9, 9 и 4,5 миллиметров.

Излучение сигнала: летучая мышь через определённые промежутки издаёт ультразвуковые сигналы. Животное довольно точно определяет время между сигналом и отражённым от предмета эхом.

Приём сигнала: эхо сигнала летучая мышь улавливает ушами, а в мозгу на основании полученных звуков строится картина - точное представление о форме и величине предмета.

Особенности приспособления

Образование звуков

Только в 1938 году учёные обнаружили, что летучие мыши издают очень много звуков, которые находятся выше порога слышимости человека. Частота ультразвука лежит в пределах 30-70 тысяч Гц. Летучие мыши издают звуки в виде дискретных импульсов, длительность каждого из которых составляет от 0,01 до 0,02 сек. Прежде чем издать звук, летучая мышь сжимает воздух в голосовом аппарате между двумя мембранами, которые под воздействием воздуха начинают колебаться. Мембраны натягиваются различными мышцами и позволяют летучей мыши образовывать различные звуки. Прежде чем звук выйдет через рот или нос, проходя через несколько камер, он усиливается и видоизменяется. У всех летучих мышей, которые посылают сигналы через нос, на носу расположены сложные наросты.

Строение ушей

Уши у летучих мышей исключительно чувствительны. Это необходимо для того, чтобы лучше воспринять сигналы, которые отражаются от предметов. Уши летучих мышей - это настоящие радары, которые улавливают и распознают звуки высокой частоты. Летучие мыши могут шевелить ушами, поворачивая их так, чтобы наилучшим образом воспринимать звуковые сигналы, которые идут с разных сторон. Звуковые волны, уловленные ушами, попадают в мозг, где они анализируются и составляются таким же способом, как в человеческом мозгу складывается трёхмерное изображение из информации, которую передают органы зрения, наблюдая за предметом. С помощью таких „звуковых" картинок летучие мыши абсолютно точно определяют место нахождения добычи.

ВИДЕНИЕ „ЗВУКОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ"

Летучие мыши получают картину окружающего их мира с помощью анализа отражений звуковых волн, подобно, тому как её получает и человек, неосознанно анализируя зрительные образы. Однако видение человеком предметов зависит от внешних источников света, а летучие мыши выстраивают картины благодаря звукам, которые они сами отсылают. Сигналы разных видов летучих мышей сильно различаются по своей интенсивности. Чтобы ориентироваться в темноте, они высылают серии коротких звуков высокой частоты, которые распространяются подобно свету фонарика. Когда такой сигнал встречает на своём пути какой-либо предмет, его отражение возвращается обратно и улавливается летучей мышью. Такой способ ориентации имеет много преимуществ.

Во-первых, звуки коротких волн легко различать, поэтому они годятся для поиска летающих насекомых, которыми питаются большинство летучих мышей. Низкие звуки длинных волн не отражаются от мелких объектов и обратно не возвращаются. Звуки высокой частоты очень легко отличить от звуков окружающего мира, частота которых значительно ниже. Кроме того, летучие мыши „видят", но сами остаются „невидимыми", поскольку звуки, которые они издают, неслышны для других животных (то есть, насекомые не могут заметить летучих мышей и избежать их).

РАЗГАДАНА ЗАГАДКА

Даже в самые тёмные ночи летучие мыши уверенно летают между ветвями деревьев и ловят летающих насекомых.

Когда-то учёные думали, что так же, как и другие ночные животные, летучие мыши имеют очень хорошо развитое зрение. Однако в 1793 году итальянский естествоиспытатель Л. Спалланцани заметил, что летучие мыши охотятся даже тёмными ночами, когда не летают никакие ночные птицы, которые имеют прекрасное ночное зрение, например, совы. Л Спалланцани определил, что летучие мыши с закрытыми глазами летают так же хорошо, как и с открытыми. В 1794 году швейцарский биолог Ш. Жюрин подтвердил опыты Л. Спалланцани. Он обнаружил, что эти зверьки с закупоренными воском ушами становятся беспомощными в полёте и не могут ориентироваться в воздухе. Позже эта версия была отвергнута и забыта, к ней вернулись через 110 лет. В 1912 г. X. Максим, изобретатель станкового пулемёта, высказал идею, что видение „ушами" объясняется механизмом эхолокации. В 1938 г. Д. Гриффин с помощью аппарата, который изобрёл Г. Пирс, записал звуки, которые издают летучие мыши. В начале 50-х годов XX века теория ультразвуковой эхолокации прочно вошла в науку.

ЭХОЛОКАЦИЯ И ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Сигналы, что посылают летучие мыши, состоят из 5 звуков одинаковой или различной частоты. Один сигнал может содержать целую гамму частот. Продолжительность звучания сигналов может быть различной, от одной тысячной до одной десятой доли секунды.

Издавая звуковые сигналы различной частоты, летучие мыши „наблюдают", в какой очерёдности возвращаются звуковые отражения. Звуки разной частоты распространяются с разной скоростью. Из полученных отражённых звуковых сигналов летучая мышь составляет точную картину окружающего мира и регистрирует малейшие изменения в нём, например, движения летающих насекомых.

У большинства летучих мышей настолько тонкий слух, что они очень легко отличают „свои" сигналы от звуков, которые издают другие летучие мыши. Сигналы, которые посылают сверки, довольно короткие, поэтому летучие мыши отличают звуки, что выходят и возвращаются. Сила и частота сигналов меняется в зависимости от местности, через которую летит животное. Летая неподалёку от деревьев, летучая мышь отсылает сигналы меньшей силы, чтобы не вызвать громкого эха. В полёте раздаются привычные сигналы, а во время охоты летучая мышь использует всю мощь звуков.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ. ИЗВЕСТНО ЛИ ВАМ, ЧТО...

  • Большинство ультразвуковых сигналов, которые издают летучие мыши, человек не слышит, однако некоторые люди испытывают их давление и могут определить, что животные находятся рядом.
  • Некоторые виды насекомых могут слышать сигналы, которые посылают летучие мыши, поэтому они пытаются скрыться от преследователей. Ночные бабочки даже высылают свои звуковые сигналы, чтобы запутать летучих мышей, которые на них охотятся.
  • Звуковые сигналы, издаваемые летучей мышью, имеют такую же силу, как и звук, реактивного самолёта. Чтобы не оглохнуть, зверёк каждый раз перед тем, как „крикнуть", с помощью особых мышц крепко закрывает свои ушные отверстия.
  • Выражение „слепой как летучая мышь" не соответствует истине. Почти у всех летучих мышей очень хорошее зрение. Например, крыланы питаются плодами, которые находят с помощью зрения.
  • Летучих мышей, которые питаются насекомыми и нектаром, а также тех, что издают слабые звуки, учёные иногда называют летучими мышами, которые „шепчут". К группе летучих мышей относят десмодовых и листоносых. Сигналы этих летучих мышей являются смесью разнообразных ультразвуковых сигналов. Это шумовые сигналы.

Летучие мыши и другие эхолокаторы в природе. Рассказывает биолог Гунарс Петерсонс. Видео (00:33:01)

Эхолокация у животных (рассказывает биолог Илья Володин). Видео (00:24:59)

Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг, в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов. Наиболее развита у летучих мышей и дельфинов, также её используют землеройки, ряд видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и др. )... Рассказывает биолог Илья Володин.

Животный инстинкт. Серия 8. Дикая природа планеты Земля - эхолокация у дельфинов. Видео (00:02:39)

Дельфины - особые, уникальные существа. Их способности понимать людей всегда вызывали неподдельный интерес как у учёных, так и обывателей. Однако, есть также такие особенности, о которых мы можем даже не догадываться. Например, исследования, проведённые американскими учёными на Гавайских островах, выявили что дельфины, как и киты, выслеживают свою добычу при помощи эхолокации.

Интересные факты - Летучие мыши. Видео (00:05:46)

Летучие мыши - Интересные факты
Среди всего вида млекопитающих только летучие мыши способны к полёту. Причём их полёт довольно сложно спутать с другими зверьми, так как он довольно сильно отличается от привычного зрелища для наших глаз. Такой вид полёта присущ летучим мышам потому, что их крылья чем-то схожи с небольшим парашютом. Им не нужно постоянно взмахивать крыльями для полёта, летучие мыши, скорее, отталкиваются в воздухе.
Действительно существуют мыши, которые нуждаются в крови. Всего таких видов три. Но случаев, когда летучая мышь нападала на человека, дабы «отведать» его крови практически нет. Летучие мыши, прежде всего, делают акцент на животных, не способных им противостоять. К таким животным относятся, например, коровы. Обитают данные виды в Южной и Центральной Америке.

Ходят слухи о том, что летучие мыши способны переносить серьёзную заразу, а во взаимодействии с человеком существа могут его заразить опасной болезнью. На самом деле, североамериканские летучие мыши за последние пол столетия заразили всего лишь 10 человек. Сами летучие мыши боятся человека гораздо больше, чем мы их. Поэтому существа стараются не встречаться с человеком, а в случае контакта сразу же улетать. Если же вас укусила летучая мышь, переживать особо не стоит. Если сразу обратиться в больницу, ничего серьёзного не произойдёт – обычный укол избавит вас от лишних опасений. Здесь же стоит опасаться другого, если летучая мышь выпила хоть немного вашей крови, то сильно велика вероятность того, что именно это существо вновь «наведает» вас в скором времени. Она как бы понимает, что вы доступный источник питания, поэтому выбирает именно вас. Если, конечно, сумеет найти вас, а сделать это ей вполне возможно, так как летучие мыши запоминают и различают человека по его дыханию.

8 ФАКТОВ О ЛЕТУЧИХ МЫШАХ. Видео (00:06:12)

Летучие мыши с давних времён считались одними из самых загадочных животных. Они вызывали опасение, страх и при этом огромный интерес. И это не удивительно, ведь очень отличаются от своих бескрылых собратьев. Сегодня предлагаем вам ознакомится с самыми интересными фактами о летучих мышах.

Эхолокация.Необычные возможности человека. Видео (00:03:20)

Эхолокация очень необычная способность, которая встречается у малого числа представителей животного мира. Со временем и люди научились использовать эту способность. Дэниэл Киш первый, кто интуитивно освоил эхолокацию.

Эхолокация позволяет летучим мышам ориентироваться в пространстве даже в темное время суток. Животные издают сигналы на ультразвуковой частоте.

Натыкаясь на предметы, ультразвуковая волна отражается от них и возвращается к мыши. Ориентируясь на время, прошедшее от испускания до возвращения сигнала, она способна определить расстояние до предмета.

Летучие мыши используют два разных механизма производства сигналов. Часть рукокрылых издают их при помощи гортани, а часть - с использованием языка (мыши как бы щелкают им).

Авторы новой работы изучили 26 летучих мышей, которые относились к 11 группам, эволюционировавшим независимо друг от друга. В результате ученым удалось обнаружить четкие анатомические отличия между мышами, использующими два механизма производства сигналов.

По мнению исследователей, новые данные помогут в изучении вопроса об эволюции способности к эхолокации.

Читайте также

  • Группа ученых под руководством профессора Сиан Бейлок из Чикагского университета провела многолетнее наблюдение за молодыми учительницами младших классов, работающими в школах небольших… 23:50
  • "Этот год (2009) подтвердил стойкую тенденцию ежегодного увеличения количества детей, усыновленных гражданами Украины", - цитирует в среду министра пресс-служба ведомства. Ссылаясь… 18:30
  • МОСТ-Одесса. 27 января В среду, 27 января представители трудового коллектива ОАО "Украинское Дунайское Пароходство" (Одесская область) провели пикетирования Кабинета Министров Украины… 18:21
  • МОСТ-Одесса. 27 января Дом Русова в Одессе законсервирован до принятия решения, за чьи средства будет вестись его реконструкция, сообщил в среду на пресс-конференции вице-мэр Одессы… 18:11
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок) В 2011 году ученики 4-х и 8-х классов средних общеобразовательных школ Днепропетровска №8, 49 и 112 примут участие в международных мониторинговых исследованиях… 17:50
  • Об этом заявил директор турнира УЕФА Евро-2012 в Украине Маркиян Лубкивский на брифинге в Киеве. "Целью визита делегации УЕФА во главе с Марком Тиммером был мониторинг процесса выполнения… 17:34
  • (ИА «Новый мост», Дарья Перебейнос) Днепропетровское коммунальное предприятие «Днепролифт» расформируют из-за большого количества долгов. Об этом 27 января сообщил начальник управления… 17:12
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок) В Новомосковске (Днепропетровская область) задержан 22-летний местный житель, который ограбил свою соседку и пытался задушить ее 11-летнюю дочь. Об… 17:12
  • МОСТ-Одесса. 27 января Одесский предприниматель взял на реализацию в декабре 2008 года хлопок на общую сумму 100 тыс. грн. после чего скрылся, не рассчитавшись с партнерами, сообщает… 17:10
  • (ИА «Новый мост», Дарья Перебейнос) В Днепропетровске штат дворников в ЖЭКах укомплектован на 60%. Об этом 27 января сообщил начальник управления ЖКХ Днепропетровского горсовета Николай… 16:57
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок) 26 января сотрудниками сектора борьбы с экономической преступностью Днепродзержинского городского управления милиции собран материал в отношении председателя… 16:37
  • (ИА «Новый мост», Ирина Малоок, по материалам «РБК-Украина») В Запорожье 27 января был арестован начальник управления образования и науки Запорожского городского совета Дмитрий Секиринский… 16:12
  • Об этом сообщили в пресс-службе ГНАУ. С целью незаконного формирования налогового кредита, используя поддельные документы, злоумышленники провели по бухгалтерской и налоговой отчетности… 15:55
  • (ИА «Новый мост», Денис Моторин) Состояние окружающей природной среды в Днепропетровске в 2009 году улучшилось по сравнению с 2008 годом. Об этом говорится в сообщении городской Санитарно-эпидемиологической… 15:37
  • В Киеве в понедельник, 25 января, по улице Симиренко, 2/19 восьмилетний мальчик упал в открытый люк с кипятком в нескольких десятках метров от школы, пишет в своем сегодняшнем номере… 15:36

В Московском зоопарке впервые нашли эхолокацию у наземного млекопитающего

Ученые из Московского зоопарка, Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова, Биологического факультета МГУ и Зоологического института РАН впервые обнаружили эхолокацию у наземного млекопитающего.

Ученые из Московского зоопарка, Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова, Биологического факультета МГУ и Зоологического института РАН впервые обнаружили эхолокацию у наземного млекопитающего. Они вели наблюдения за вьетнамскими карликовыми сонями (Typhlomys chapensis) в Московском зоопарке и доказали, что маленькие шустрые грызуны совершенно слепы и, несмотря на это, прекрасно ориентируются в пространстве -- при помощи ультразвука. Тифломисы - малоизученный вид грызунов, обитающий в лесах северного Вьетнама.

До сих пор настоящая ультразвуковая эхолокация была известна только для рукокрылых (летающих в воздухе) и китообразных (плавающих в толще воды). Все попытки найти ультразвуковую эхолокацию у грызунов и насекомоядных не увенчались успехом.

Мы публикуем статью, написанную для нас одним один из авторов исследования -- Александрой Панютиной

СЛЕПОЙ АКРОБАТ

Впервые маленький юркий зверек, обитающий в подстилке, но передвигающийся по ветвям деревьев с ловкостью, доступной не каждой белке, был заподозрен в способности эхолоцировать еще во Вьетнаме. Алексей Абрамов и Антон Щинов – зоологи, давно работавшие в Российско-Вьетнамском тропическом центре, впервые поймали несколько живых роющих сонь в 2010 году. Небольшой темно-серый грызун, с почти незаметными крошечными черными глазками, двигался молниеносно и все время водил ушами, напоминая этим летучую мышь. Известно, что летучие мыши используют для ориентации в пространстве не зрение, а слух. Их метод ориентации называется "ультразвуковая эхолокация". Зверек испускает высокочастотный сигнал (более 20 кГц) через рот или через нос (тот или иной способ характерен для разных групп рукокрылых) и слушает отраженное от предметов эхо. Чувствительность эхолота летучих мышей столь высока, что они могут "услышать" даже небольшое насекомое на расстоянии в несколько десятков метров.

Однако первые эксперименты с бэт-детектором (приборчик для изучения летучих мышей, позволяющий переводить их ультразвуковые сигналы в слышимый для человека диапазон) ничего не дали. Тифломисы как будто не издавали никаких звуков – ни в нормальном для человека диапазоне, ни в слышимом через детектор.

Меж тем, эти удивительные зверьки попадались во Вьетнаме не только на земле, но и на ветвях деревьев. До решения загадки, как зверек со столь маленькими глазами может лазать по ветвям, да к тому же ночью, оставалось еще три года.


 Роющая соня Typhlomys chapensis на ветке дерева

Тут нужно пояснить, почему же маленькие глаза не годятся для ориентации в темноте. Многие могут возразить, что, мол, "маленькие, но хорошие". В отношении глаз это принципиально не так. Дело в том, что светочувствительные рецепторы в глазу расположены на сетчатке. А сетчатка выстилает дно глазного яблока. Чем больше ее площадь, тем больше рецепторов может на ней поместиться. А каждый рецептор – это ловушка для квантов света (фотонов). С рецепторов собирается информация, которая позволяет оценить уровень освещенности (и цвет, в случае цветного зрения) в конкретном участке внешнего пространства, которой проецируется на эту группу рецепторов. Эта информация, в свою очередь, обрабатывается в зрительных центрах, преобразуясь в картинку, которую видит животное. Так что чем больше рецепторов, тем больше шансов различить хоть что-то. Сетчатку нельзя свернуть складками (как кору головного мозга), чтобы сделать ее площадь больше – тогда свет не будет попадать равномерно и сфокусированно на рецепторы, и это не добавит зрению остроты, а, наоборот, размажет картинку, сделав ее "нечитаемой".

Поэтому размер глаз очень важен. Особенно для ночных и глубоководных животных, потому что большой глаз впускает больше квантов света, а в темноте они буквально наперечет. У совы они, например, столь велики, что не могут даже поворачиваться в глазницах – сове приходится крутить головой, чтобы посмотреть вбок.

Так что маленькие глазки тифломисов однозначно говорили в пользу того, что зрение – не их конек. Но как же они ориентируются? Обоняние и вибриссы могут помочь в лесной подстилке, но при прыжках с ветки на ветку от них толку мало.

В конце 2012 года пара тифломисов попала в Московский зоопарк. Зверьки прижились и неизменно поражали сотрудников зоопарка своими ловкими прыжками. Не успевал человек открыть клетку – зверек тут же вылетал в появившуюся щель. Такого не делал до этого ни один из обитателей. Обычно при открывании клетки, зверьку требуется некоторое время, чтобы глаза привыкли и разглядели новую возможность, и уж потом можно прыгать. Этой задержки вполне достаточно, чтобы отловить для чистки вольера или пересадки любых маленьких обитателей зоопарка. Но с тифломисами этот фокус не работал. При этом они хранили строгое молчание – ни единого звука за все время киперы от них так и не услышали.

В начале 2013 года эти зверьки заинтересовали группу биомехаников из ИПЭЭ РАН и МГУ, занимающихся локомоцией древесных млекопитающих. Были проведены первые съемки и стало ясно – зверьки ведут себя совершенно не так, как другие мелкие грызуны. Да и не только грызуны, они не были похожи по поведению ни на землероек, ни на тупай, ни на гимнур. И характерные движения ушей, постоянно сопровождающие все перемещения зверька, на скоростной видеосъемке особенно бросались в глаза.

Поскольку один из исследователей большую часть своей жизни занимался летучими мышами, первым делом тифломисов протестировали с помощью бэт-детектора. Но сигналов уловить не удалось. В процессе работы стало ясно, что хотя в зоопарке зверьки вели строго ночной образ жизни, они одинаково комфортно ориентируются как в полной темноте, так и при ярком свете. Очевидно, что они предпочитают тьму, но свет им нисколько не мешает: они активно вели исследовательскую деятельность в новых клетках даже при слепящем свете 500-ватных галогеновых прожекторов (для высокоскоростной съемки необходим очень яркий свет).

На удачу биомехаников, группа биоакустиков зоопарка незадолго до этого случая приобрела прибор для изучения ультразвуковых сигналов животных. Этот высокочувствительный прибор был предназначен не только для летучих мышей, но и для более слабых сигналов других животных.


Запись сигналов роющей сони при беге по ветвям

В первом же эксперименте с тифломисами оказалось, что все записи густо заполнены повторяющимися "пачками" сигналов, очень схожих "по рисунку" с сигналами большинства летучих мышей. Основная частота их составляла около 100 кГц. Для рукокрылых средней полосы России это очень высоко, а вот многие тропические виды эхолоцируют именно на такой частоте. При этом сигналы удивительных вьетнамских зверьков были очень тихие – иногда, когда зверек бежал в направлении от микрофона, удавалось записать лишь отраженное от стекла эхо.


Расшифровка записи сигналов роющей сони.

До сих пор настоящая ультразвуковая эхолокация была известна только для рукокрылых (летающих в воздухе) и китообразных (плавающих в толще воды). Все попытки найти ультразвуковую эхолокацию у грызунов и насекомоядных не увенчались успехом. Хотя многие грызуны, особенно новорожденные, кричат на высоких частотах, не удалось показать, что они ориентируются при помощи эха от этих звуков. Да и звуки эти по структуре своей не похожи на эхолокационные крики летучих мышей.

Почему же из всех наземных млекопитающих только тифломис обладает этой удивительной чертой? Дело в том, что ультразвуковая эхолокация хороша при ориентации в среде, где объекты (препятствия или добыча) хорошо отличаются от фона по звукоотражающим свойствам. Такой средой является вода и воздух. А вот на земле ловить эхо от ультразвуков – не самая удачная идея. В лесной подстилке или в траве отраженный от множества хаотически расположенных объектов звук просто забьет все информативные сигналы (как музыка, включенная во время разговора). Но совсем другое дело – ветви деревьев. Прыгая в темноте между ветвями, ориентироваться при помощи звука очень удобно. Не приходится тратить время на высматривание точки приземления перед прыжком (многие ночные летяги долго сидят на ветке прежде чем прыгнуть, вглядываясь в темноту в поисках подходящего дерева). Тифломису же "ответ" приходит за миллисекунды. Он значительно опережает любого хищника по скорости получения информации об окружающей среде при очень слабом свете. Кроме того, он может точно так же ориентироваться в полной темноте, когда полагающийся на зрение хищник просто бессилен.

Почему же этот способ ориентации не освоили летяги? Ведь они планируют между деревьями в темноте, и подспорье в виде эхолокации было бы им совсем не лишним.

Дело в том, что эхолокация – энергетически очень дорогой способ. В отличие от зрения (которое позволяет бесплатно принимать даровые кванты света), крики сопряжены с расходом энергии. Поэтому эхолоцирующие звери стараются экономить. Например, летучие мыши часто не издают сигналов, летя по знакомому пути. Это точно так же, как мы бежим дома в ванную комнату, не включая свет или с закрытыми глазами. Все хорошо, пока кто-нибудь на поставит на знакомой дороге стул. Именно благодаря этому стремлению отключать дорогостоящий локатор, летучих мышей удается поймать паутинными сетями. Они, конечно, прекрасно их "слышат", но если поставить сети на знакомом пути, где эхолот для экономии энергии отключен, ловушка сработает.

Поскольку способ энергозатратный, переходить на него при наличии нормального зрения не особенно выгодно. Тем более, когда на начальных этапах эволюции эхолокационной системы она еще не совершенна, а глаза дают достаточный объем информации. Однако предки тифломисов, судя по всему, потеряли зрение раньше, чем начали ориентироваться с помощью ультразвука. Их сетчатка имеет складки, как у подземного зверька, голого землекопа. А количество клеток, передающих информацию с сетчатки в мозг, как у крота. Разрешающая способность глаза тифломиса примерно равна таковой фотокамеры с матрицей 50*50 пикселей. Согласитесь, совсем не много. А уж для ночной съемки – вообще ничто!


Изображение размером 1000*1000 пикселей
(1 Мегапиксель – во много раз меньше, чем в глазу человека)

То же изображение размером 50*50 пикселей

Видимо, предки тифломисов жили в лесной подстилке тропического леса, где постепенно утратили зрение, пользуясь обонянием и вибриссами. Но на какой-то стадии эволюции они стали осваивать древесный ярус – возможно, в поисках корма. Здесь-то и пригодилась зачаточная способность слышать ультразвук (для грызуна такого размера это естественная способность: даже крысы слышат ультразвуковые крики своих детенышей, а уж более мелкие зверьки – и подавно). А вот что произошло со звукоиздающим аппаратом у тифломисов – пока неизвестно. Но, вероятно, они издают сигналы, как и большинство летучих мышей – тонкими голосовыми связками. Ведь при небольших размерах тела эти "струны" тоже уменьшены, так что и вибрируют чаще.

Предки летучих мышей, скорее всего, также приобрели способность к ультразвуковой эхолокации во время стадии жизни на деревьях, прыжках и планировании между ветвями в темноте. Однако, в отличие от предков тифломисов, предки рукокрылых не утратили зрение. Оно и у современных летучих мышей не очень хорошее, но значительно лучше чем у карликовой сони! Многие крупные рукокрылые вернулись к использованию зрения при ориентации (практически все крылановые) и иногда даже при поиске добычи (хищные рукокрылые, охотящиеся на лягушек, ящериц и других позвоночных).

Так что тифломис представляет собой в некотором роде живую "модель" предка рукокрылых, но с оговорками. Он уже обитает на деревьях, ловко прыгает между ветвями, эхолоцирует. Но поскольку он шел совсем другим путем, есть и отличия – он уже утратил зрение, и вряд ли оно восстановится у его потомков.

к.б.н. А.А. Панютина (ИПЭЭ РАН)

Берегите бэтмена: несколько фактов о пользе рукокрылых

В последние выходные августа, с субботы на воскресенье, в мире отмечается необычный праздник — Ночь летучих мышей.

Во время пандемии коронавируса эти загадочные зверьки попали под подозрение. Не от них ли передалось к человеку опасное заболевание? Спешим успокоить: учёные уже доказали, что  летучие мыши не являются переносчиками заразы. Вирус ковида отделился от похожего вируса, обнаруженного у диких подковоносых летучих мышей, ещё 40–70 лет назад.

Представители отряда рукокрылых традиционно и незаслуженно вызывают у людей негативные ассоциации. Между тем летучие мыши и крыланы приносят огромную пользу как человеку, так и природе. Насекомоядные летучие мыши уничтожают большое количество мух и садовых вредителей. Летучие мыши ведут ночной образ жизни и могут охотиться на тех насекомых, которых не замечают птицы.

Впрочем, встречаются летучие мыши, которые питаются исключительно фруктами и пыльцой. Например, летучие лисицы. Это единственные опылители многих видов растений, в том числе баобабов, некоторых видов кактусов, эвкалипта, авокадо и банановых деревьев. Без летучих лисиц исчезли бы некоторые фрукты, ценные породы деревьев и даже коалы, которые питаются только листьями эвкалипта.

Предубеждение и предрассудки нанесли рукокрылым большой вред. Из-за прямого истребления, уничтожения местообитаний, растущей урбанизации и применения различных ядохимикатов уже исчезли многие виды рукокрылых, а сохранившиеся  всё больше нуждаются в охране. 

С этой целью в 1991 году в рамках Конвенции о сохранении мигрирующих видов диких животных было принято Соглашение по сохранению европейских популяций рукокрылых. Оно предусматривает запрещение намеренной ловли, содержание в неволе и убийство рукокрылых.

Дата праздника выбрана не случайно, ведь примерно в это время, в конце лета, многие летучие мыши отправляются на зимовку.

Страхи страхами, но правила гигиены никто не отменял. Летучие мыши, как, впрочем, многие животные, могут быть переносчиками вредных для человека бактерий и вирусов. Поэтому не следует брать в руки маленького бэтмена. К обоюдному счастью, это сделать не проще, чем поймать синицу в небе.

Фенологическая сеть РГО предлагает пройти своеобразный ликбез о жизни летучих мышей. Некоторым фактам вы удивитесь.

 

Каждый из нас немного дельфин. Или летучая мышь

  • Софи Хардах
  • BBC Future

Автор фото, BBC/Getty

В организме каждого из нас есть встроенный эхолот, выяснили ученые. Просто мы не знали об этом. Или считали, что можем обойтись и без него.

Между тем некоторые из нас - настоящие специалисты по эхолокации. И не в теоретическом смысле.

Есть люди, которые, просто щелкая языком, с закрытыми глазами могут определить, сдвинулся ли с места маленький предмет, находящийся от них на расстоянии метра.

Такие люди, став специалистами по использованию скрытых человеческих умений, могли бы обучить им других.

Но кому такое может понадобиться? И легко ли этому научиться? Давайте разберемся.

"Проба! Проба! Проба!"

И вот я сижу с закрытыми глазами за рабочим столом, передвигаю у себя перед лицом туда-сюда тарелку и вслух повторяю: "Проба! Проба! Проба!".

Со стороны, наверное, это выглядит, мягко говоря, странно. Но я пытаюсь научиться мастерству эхолокации - ориентации в окружающем мире с помощью отраженных от разных поверхностей звуковых импульсов. Примерно так, как это делают дельфины или летучие мыши.

Умение пользоваться эхолокацией в последние годы находится в фокусе внимания ученых в немалой степени благодаря деятельности (в том числе и преподавательской) таких людей, как американец Дэниэл Киш.

Киш, сам слепой, может с помощью отраженного сигнала на редкость точно определять положение предметов вокруг себя. И он такой не один.

Люди, обладающие этой способностью, могут "видеть" деревья, здания или двери - они просто щелкают языком и прислушиваются к эхо - отраженному сигналу.

Все больше экспериментов подтверждают: нам надо просто разбудить свои чувства. Некоторые из них подавлены, "спят", или же считается, что человеку они не свойственны.

Человеческая эхолокация как концепция была известна еще с 1940-х. Но систематические ее исследования начались лишь лет десять назад.

Теперь ее рассматривают как важное умение, потенциально способное изменить жизнь слепых и слабовидящих. А также как способ понять то, как наш мозг обрабатывает сенсорную информацию.

Автор фото, BBC/Getty

Подпись к фото,

Некоторые из людей - настоящие эксперты в использовании эха для ориентации в пространстве, почти как дельфины

"Мы проводим замеры способностей самых лучших людей-эхолокаторщиков, которых называем эхо-экспертами", - рассказывает Лор Талер, профессор психологии из Даремского университета (Великобритания).

Талер - одна из ведущих мировых экспертов в области эхолокации человека. "Обычно такие люди, - говорит она, - пользуются этим навыком уже давно и в значительной степени развили его. Они могут делать такое, что обычному человеку недоступно".

Когда аудио заменяет видео

Просто пощелкивая языком, эхо-эксперты могут определить, что небольшой диск, находящийся в метре от них, сдвинут всего на сантиметр.

И даже те, кто только начал осваивать это умение, могут обнаружить стену на расстоянии более 30 метров.

Это, конечно, не означает, что эхолокация способна полностью заменить людям зрение. Да, некоторые виды летучих мышей могут, издавая ультразвуковые сигналы, охотиться на мотыльков и мошек, но эхолокаторщики-люди не в состоянии распознать такие мелкие объекты.

Есть и еще одно серьезное ограничение. Поскольку эхолокация работает только в отношении трехмерных предметов, ее невозможно использовать, например, для чтения напечатанного текста.

Автор фото, BBC/Getty

Подпись к фото,

Слепым и слабовидящим умение пользоваться эхолокацией может изменить жизнь в лучшую сторону

Тем не менее, по словам Талер, это очень эффективная техника. Как показали исследования, используя это умение в комплексе с обычными инструментами, такими как трость или собака-поводырь, можно серьезно облегчить жизнь слепых людей.

Эхолокация поможет передвигаться более безопасно и уверенно, избегать препятствий, возникающих прямо по курсу, и даже узнавать свой подъезд.

"Все эти маленькие детали влияют на общую уверенность человека в своих силах, на то, с каким настроением он будет выходить из дома", - подчеркивает Талер.

Хотя сама Талер зрячая, она умеет применять эхолокацию и учит этой технике слепых взрослых и даже детей, начиная с трехлетнего возраста.

"Когда вы родились зрячим и пожили в этом мире, а потом вдруг теряете зрение, вы теряете сразу очень много в смысле того, как вы привыкли постигать окружающий мир, как привыкли в нем передвигаться", - объясняет она.

"Зато если вы умеете пользоваться эхолокацией, вам гораздо легче в новом для себя мире, она дает вам больше контроля над пространством, которое вы преодолеваете".

Автор фото, BBC/Getty

Подпись к фото,

Эхолокация поможет незрячим лучше контролировать повседневные ситуации

Хотите попробовать? Закройте глаза и начните говорить или издавать щелкающий звук, в то время как передвигаете у себя перед лицом тарелку - взад-вперед, из стороны в сторону. Прислушивайтесь к тому, как меняется звук.

Не открывая глаз, вы постепенно научитесь определять, где находится тарелка.

На следующем этапе Талер рекомендует медленно поворачиваться, стоя в углу - по-прежнему с закрытыми глазами. Отраженный звук должен помочь вам понять, куда обращено ваше лицо - к стене или в комнату.

В настоящее время Талер с коллегами изучают сканы головного мозга слепых и зрячих, сделанные во время обучения эхолокации.

Предварительные результаты показывают удивительную вещь. Когда зрячие люди учатся ориентироваться по звуку, они задействуют ту часть головного мозга, которая обычно имеет дело со зрительной функцией.

"Мы привыкли думать о зрении как о чем-то совершенно самостоятельном, для этой функции наш организм располагает рядом приспособлений - глазами и определенными районами мозга", - рассказывает Талер.

Однако оказывается, что наш мозг обладает более гибкими способностями обрабатывать сенсорную информацию - "видя" ушами.

Автор фото, BBC/Getty

Подпись к фото,

Человеческий мозг, оказывается, может "видеть" ушами

Но, как указывает Талер, "если у вас все в порядке со зрением, большую часть времени вы воспринимаете окружающее вас пространство с помощью глаз".

"Поскольку вы и так все видите, у вас нет серьезных причин расширять палитру своих чувств. Зачем?"

Работа бригады сенсоров

В обычной жизни сверхспособности наших чувств получаются из комбинации разных способностей. Так происходит потому, что наши чувства по отдельности достаточно слабы.

"Люди часто бывают удивлены, когда им приходится начать пользоваться только каким-то одним из чувств - настолько это плохо выходит", - говорит Джеймс Неджен, научный сотрудник факультета психологии Даремского университета.

Например, наше периферийное зрение довольно слабое. Но мы компенсируем это, комбинируя его с другими чувствами - например, со слухом: поэтому приближающийся автомобиль не застигнет нас врасплох.

Таким образом, одновременное использование нескольких чувств может быть критически важным в таких повседневных ситуациях, как пересечение проезжей части улицы.

Автор фото, BBC/Getty

Подпись к фото,

Слабое периферическое зрение человек компенсирует использованием его в комплексе с другими чувствами - например, со слухом

Есть тут, правда, одно "но": у детей до 10 лет эта способность еще не развита, предупреждает Неджен.

Поэтому ребенок, хотя бы частично потерявший зрение, вряд ли сможет в полной мере воспользоваться преимуществами эхолокации.

Взрослые же могут применять эту технику в сочетании с оставшейся способностью видеть, и это поможет им лучше ориентироваться.

Ученым еще предстоит понять, каким образом можно научить плохо видящих детей одновременно пользоваться и оставшимся зрением, и слухом.

Неджену и его коллегам удалось это сделать в лабораторных условиях, после того как детям подробно рассказали, как именно они использовали каждое из своих чувств в заданиях. Дальнейшие исследования должны показать, сохранится ли полученный навык надолго.

На сегодняшний день мое самое большое достижение - пройти с закрытыми глазами в дверь, не касаясь других предметов в комнате и дверного проема.

И так странно думать, что эта способность жила во мне всегда - неиспользуемая и незамеченная, - до тех пор пока странный эксперимент с тарелкой не разбудил ее.

Кто знает, сколько еще таких же скрытых способностей таится в нас и ожидает нашего внимания?

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

«Из мира рукокрылых возвращаться не хотелось»

Сергей Крускоп. Летучие мыши: происхождение, места обитания, тайны образа жизни. М.: Фитон XXI, 2021

Я взялся за «Летучих мышей» прежде, чем ТрВ-Наука предложила мне написать рецензию (ведь книга вошла в лонг-лист премии «Просветитель»), поэтому имел удовольствие читать неторопливо и с удовольствием, что рекомендую сделать и другим. Единственное, что меня расстроило: в процессе чтения я обнаружил, как скудны, а нередко и ошибочны были мои представления об этих милых зверьках, все-таки я сам биолог. Мне вспомнилась первая информация о рукокрылых, полученная от начитанного вожатого. «Рукокрылые ориентируются в темноте эхолокацией своих ультразвуковых сигналов. Мягкие предметы плохо отражают ультразвук. Поэтому если будешь отращивать волосы как у битлов, а не стричься ежиком, как приличный пионер, то однажды вечером тебе в голову влетит летучая мышь!» Теперь, когда шевелюра и так изрядно поредела, оказывается, не влетит. Обрадовали…

Рис. 1. Сероголовая летучая лисица (Pteropus poliocephalus). Фото Andrew Mercer / «Википедия»

Став постарше, занимаясь в биологическом кружке, мы до дыр зачитывали немногие доступные справочники-определители типа «Млекопитающих СССР». Даже одинаковые на вид мышевидные грызуны при упорстве поддавались познанию, но рукокрылые оставались безнадежно загадочны: промелькнут в сумерках — и поди ответь, какой формы нос их обладателя. И только совсем взрослым я увидел первых рукокрылых, про которых точно знал, как они называются: Pteropus poliocephalus, сероголовые летучие лисицы (рис. 1). Наконец, когда я стал энтомологом, специализирующимся на мухах, то узнал, что летучие мыши являются эндемичной средой обитания для специализированных кровососущих мух семейств Nycteribiidae и Streblidae, которых нормальный человек за мух никогда не признает (рис.  2).

Рис. 2. Муха Penicillidia monoceros обитает исключительно на летучих мышах, как и всё семейство Nycteribiidae. Фото Е. Маковецкой

Что я получил, прочтя «Летучих мышей»? Во-первых, многие хорошие художественные книги погружают читателя в особый мир. «Сто лет одиночества» — пример не оригинальный, но всем понятный. Хорошие научные книги делают то же: хоть слои осадков на стенах карьера, хоть гипотеза Римана, хоть капля воды из пруда — и опять особый мир, который не хочется покидать. Из мира рукокрылых возвращаться тоже не хотелось. Во-вторых, я узнал много нового. Например, со слов пионервожатого я полагал, что летучие мыши ловят ночных бабочек. Оказалось, что в воздухе они ловят не только бабочек, и вообще не только насекомых, но и птиц и других летучих мышей. А еще есть виды, специализированные на рыбной ловле: стоит рыбке подплыть к поверхности воды — и она оказывается в когтях задних лап зверька. А другие ловят ползающих существ, опять же насекомых, но и лягушек тоже. А некоторые просто пьют нектар, заодно опыляя цветы (рис.  3).

Рис. 3. Землеройковидный листонос (Glossophaga soricina). Фото Gregory Basco / Deep Green Photography

Или вот размножение. Я знал, что мелкие млекопитающие, грызуны или землеройки, живут совсем недолго, успевая один-два раза родить по многу детенышей. Я думал, что к рукокрылым, которые весят как домовая мышь, это тоже относится. Ан нет, один детеныш за год и время жизни — многие годы, а то и десятилетия.

Или вот такая цитата. «Мексиканский складчатогуб (Tadarida brasiliensis) в Бракенских пещерах на юге США образует самые обширные скопления млекопитающих (включая и человека) на Земле: численность зверьков, включая детенышей, может превышать 35 млн особей. За одну ночь бракенская колония складчатогубов съедает до 80 тонн насекомых». Помнится, в публикации [1] я критиковал запреты ряда стран на отлов насекомых. Сколько наловит за сезон самый упертый энтомолог? Килограмм? Как-то несерьезно на фоне складчатогубов.

Уверен, другие читатели сделают для себя не меньше интересных открытий.

А кому вообще нужны такие книги? (Такие вопросы нередко слышат все зоологи.) Автор хорошо сказал в интервью РИА-новости в апреле 2020 года, когда летучие мыши по известной ковидной причине всем стали интересны. Журналист спросил: «Зачем нужно изучать летучих мышей, если не вирусы у них рассматривать?» Крускоп ответил: «Это фундаментальная наука. Да, она работает на некоторое будущее. Мы не знаем, когда эти знания будут восприняты и сыграют свою роль. Если мы считаем, что биоразнообразие во всех его проявлениях это природный ресурс и ресурс конечный, то, чтобы этот ресурс у нас не закончился, нам нужно знать, как это биоразнообразие устроено»

Позвольте мне перечислить достоинства «Летучих мышей».

1. Научно-популярные книги сейчас часто пишут журналисты или продвинутые любители. Ну, мол, а что такого? Допустим, бакалавр искусств прослушал курс лекций по климатологии итальянского профессора, посоветовался с некоторыми учеными — и чем он не климатолог? «Летучие мыши» написаны специалистом по летучим мышам. То, что Сергей Крускоп руководит отделом териологии Зоомузея МГУ, тоже довод не слишком убедительный — мало ли дураков с дипломами? Но коллеги подтверждают, что и по гамбургскому счету Крускоп — специалист. А в том, что автор отлично владеет русским языком, сами убедитесь.

2. Если вы зайдете на сайт NHBS (Natural History Bookstore), то найдете под сотню книг о рукокрылых. «Летучие мыши» — первая и пока единственная книга на русском языке на эту тему. Даже если вы хорошо владеете английским и закажете себе на NHBS книгу Bats of Britain and Europe, например, то, во-первых, это долго и дорого, а во-вторых, там будет лишь косвенно рассказано про фауну нашей страны. А «Летучих мышей» завершает часть, посвященная России: список видов, распространение, отличительные признаки, места обитания и зимовок…

Рис. 4. Новозеландская летучая мышь (Mystacina tuberculata), поедающая дождевого червя. Мышь использует крылья, чтобы в сумерках вылететь из дупла, а под утро в него вернуться. Охотится же она, бегая по земле на доставшихся от предков видоизмененных для полета конечностях. M. tuberculata бегает довольно ловко, но далеко не так ловко, как завезенные в Новую Зеландию кошки. Какая грустная судьба! Рис. 5. Маленькая летучая мышь палеохироптерикс (Palaeochiropteryx tupaiodon) и панцирная щука одновременно заинтересовались упавшей на воду ночной бабочкой

3. Иллюстрации хороши. Во многом это заслуга издательства, которое не поскупилось на потрясающие снимки из Shutterstock. Много фотографий самого автора, они скорее технические. Но оказывается, автор еще и прекрасно рисует. Рисунки особенно выручают в тех случаях, когда нужных фотографий нет (рис. 4: новозеландская летучая мышь Mystacina tuberculata) или и быть не может (рис. 5: палеонтологическая реконструкция по остаткам в сланцах Месселя, эоцен).

4. Это второе издание книги. Знаю по опыту, как много недочетов первого издания удается исправить во втором.

5. Вечная дилемма таких книг — соотношение научности и популярности. Автор избрал легкое преобладание научности. Такое решение кажется мне правильным. При первом чтении какие-то подробности можно и пролистать, а потом они неожиданно понадобятся. Серьезность дает дополнительное основание, чтобы книга заняла постоянное место в вашем шкафу.

Никита Вихрев, канд. биол. наук

1. Янбулат М. Удивительный отряд, или Диптерологи в Намибии // ТрВ-Наука. № 270 от 15.01.2019.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Летучие мыши слепы? | Спросите у биолога

Что такое эхолокация?

Эхолокация — это использование звуковых волн и эха для определения местоположения объектов в пространстве. Летучие мыши используют эхолокацию для навигации и поиска пищи в темноте. Для эхолокации летучие мыши испускают звуковые волны изо рта или носа. Когда звуковые волны достигают объекта, они создают эхо. Эхо отражается от объекта и возвращается к ушам летучих мышей. Летучие мыши слушают эхо, чтобы понять, где находится объект, насколько он велик и какой формы.

С помощью эхолокации летучие мыши могут обнаруживать объекты толщиной с человеческий волос в полной темноте. Эхолокация позволяет летучим мышам находить насекомых размером с комара, которых любят есть многие летучие мыши. Летучие мыши не слепы, но они могут использовать эхолокацию, чтобы очень быстро ориентироваться в полной темноте.

Эхолокация летучих мышей, визуализация. Звуки, которые издает летучая мышь, представлены желтыми звуковыми волнами; фиолетовые звуковые волны показывают звуковые волны, которые отражаются от мотылька.Летучая мышь использует эти возвращающиеся звуковые волны, чтобы определить местонахождение мотылька.

Какие звуки издают летучие мыши?

На следующем изображении показана сонограмма визга седовласой летучей мыши из Западного центра экологических исследований. В этой записи вы можете услышать стандартный повторный вызов, который предназначен для базовой навигации. Летучие мыши используют это, чтобы избежать столкновения с объектами. Скорее всего, более быстрое нажатие связано с тем, что летучая мышь обнаружила насекомое, и летучей мыши нужно больше точности, чтобы поймать добычу.Вы можете использовать проигрыватель ниже, чтобы прослушать звонок или получить mp3-файл здесь.

Ваш браузер не поддерживает этот аудиоэлемент.

 Сонограмма или звуковой график, показывающий визг седовласой летучей мыши.

Знаете ли вы, что эхолокацией пользуются и другие животные? Дельфины, киты, землеройки и некоторые птицы используют эхолокацию для навигации и поиска пищи. Есть даже некоторые слепые люди, которые научились использовать эхолокацию для навигации в своем окружении.

Люди не могут слышать ультразвуковые звуки, издаваемые эхолокационными летучими мышами.Но есть насекомые, которые могут слышать эти ультразвуковые звуки. К таким насекомым относятся некоторые мотыльки, жуки и сверчки. Когда мотыльки слышат эхолокирующую летучую мышь, некоторые из них поворачиваются и улетают. Другие начнут летать зигзагом, спиралью или петлей, чтобы не быть съеденными летучей мышью. Известно, что некоторые сверчки и жуки издают щелкающие звуки, которые пугают летучих мышей и отпугивают их, избегая при этом быть съеденными.

Знаете ли вы, что ученые, которые разрабатывали гидролокационные и радарные навигационные системы, используемые военными, пришли к своей идее, изучая эхолокацию летучих мышей? Как и эхолокация летучих мышей, сонар использует звуковые волны для навигации и определения местоположения таких объектов, как подводные лодки и корабли.Под водой используется только гидролокатор, а летучие мыши эхолокируют на открытом воздухе. Радар использует электромагнитные волны для определения местоположения таких объектов, как самолеты и корабли. Как и эхолокация летучих мышей, радар также используется на открытом воздухе.

Звуковые волны и отражение звука используются летучими мышами и дельфинами для эхолокации; этот процесс был изучен и использован для разработки подводного гидролокатора, который мы используем на подводных лодках и других плавсредствах.

Слеп как летучая мышь: найти дорогу домой в темноте

Переезжаем на укри.орг. Некоторые ссылки могут привести вас туда. Если вы не можете найти то, что ищете, попробуйте ukri.org/nerc.

  1. Дом
  2. Планета Земля
  3. Истории Планеты Земля
  4. Слеп как летучая мышь: найти дорогу домой в темноте

Слеп как летучая мышь: найти дорогу домой в темноте

4 октября 2013 г. Ричард Холланд

Как летучие мыши ориентируются ночью? Ричард Холланд проводил изобретательные эксперименты, чтобы выяснить это.

"Слеп, как летучая мышь", как говорится. У летучих мышей маленькие глаза, и они ведут ночной образ жизни, поэтому идея состоит в том, что ночью им почти не нужно зрение. Как и многие популярные поговорки, это заблуждение; летучие мыши на самом деле хорошо видят в темноте по сравнению с другими млекопитающими такого же размера. Тем не менее, он выдвигает на первый план один вопрос. Как летучие мыши ориентируются ночью, когда темно и визуальные сигналы недоступны?

Конечно, летучие мыши используют эхолокацию, издают звуки, а затем прислушиваются к эху. Эта система, по сути, такая же, как система SONAR, используемая на кораблях, достаточно сложна, чтобы они могли обнаруживать и охотиться на мелких насекомых ночью, на открытом воздухе и, возможно, даже ориентироваться в знакомом месте.

Однако у эхолокации

есть свои ограничения. Звук очень быстро затухает в воздухе, и хотя эхолокационные крики летучих мышей являются одними из самых громких звуков, издаваемых животным (130 децибел), максимальная дальность обнаружения крупных ориентиров составляет около 30 м. Однако мы знаем, что летучие мыши путешествуют на гораздо большие расстояния, находя дорогу домой на расстоянии до 700 км. Некоторые летучие мыши даже мигрируют, преодолевая расстояние более 1000 км между своими летними и зимними насестами. Эхолокация не может объяснить эти подвиги навигации.

Отслеживание летучих мышей после выпуска

Так как же они это делают? Когда я начал интересоваться этим вопросом в 2006 году, я обнаружил, что ответ заключается в том, что мы не знаем. Так что для справки нам пришлось посмотреть на навигацию птиц, поле, с которого я перешел. Птицы могут ориентироваться с помощью двухэтапного процесса, аналогичного нашей навигации с картой и компасом. Сначала они выясняют, где находятся — шаг карты, — а затем летят в правильном направлении, чтобы добраться до места назначения — компаса.В области, которую они уже знают, «карта» состоит из знакомых ориентиров, но птицы могут возвращаться и из незнакомых мест. Здесь менее определенно, что обеспечивает стимул, но мы думаем, что птицы могут ощущать изменения в силе магнитного поля Земли или тонкие различия в запахе.

Компасные подсказки, на которые полагаются птицы, гораздо лучше известны — мы знаем, что они используют солнце, звезды и направление магнитного поля, чтобы определять направление. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что они используют эти разные компасы для калибровки своей системы пеленгации.В частности кажется, что птицы калибруют магнитный компас по закату. Если магнитное поле смещается на закате, они неправильно калибруются и улетают в неправильном направлении.

Летучая мышь

В 2006 году я провел эксперимент, чтобы проверить, используют ли большие коричневые летучие мыши эту систему, и обнаружил, к своему удивлению, что они это делают. Мы поместили летучих мышей в измененное магнитное поле на закате, используя устройство, называемое катушкой Гельмгольца, которое работает, пропуская ток через две параллельные катушки для создания магнитного поля.После того, как летучие мыши были отогнаны на 20 км к северу от их насеста и выпущены, они улетели под углом 90° к своим нетронутым собратьям. Это предполагало, что они использовали магнитное поле Земли в качестве компаса для определения направления. Дальнейшие эксперименты, которые я позже провел в Болгарии на больших ушастых летучих мышах, подтвердили это.

Оснастив летучих мышей небольшим радиопередатчиком, мы могли следить за их направлением после выпуска. Действительно, летучие мыши, наблюдавшие закат в измененном магнитном поле, сместились примерно на 90° по сравнению с контрольной группой.Но если после захода солнца к ним относились одинаково, разницы не было - обе группы улетали от места выпуска в одном направлении, в сторону дома.

Летучие мыши ждут выпуска на закате.

Это говорит нам о том, что летучие мыши используют закат для калибровки магнитного поля Земли для использования в качестве компаса. Но история может оказаться еще более сложной. У птиц за эту калибровку отвечает не само солнце, а поляризованный свет, который оно создает в атмосфере при закате.(Это свет, состоящий из волн, которые колеблются в одной плоскости. ) Эксперименты на птицах показывают, что если они смотрят на закат из-за поляризационного фильтра, который поворачивает его на 90°, делая его вертикальным в направлении заката (в отличие от естественной ситуации), то они отлетели бы под прямым углом к ​​своему обычному направлению.

Имея это в виду, я вместе с докторантом Стефаном Грайфом вернулся на исследовательскую станцию ​​летучих мышей Табачка в Болгарии, чтобы проверить, настраивают ли летучие мыши свой компас с помощью сигналов поляризованного света.Когда я пишу этот «прямой эфир от Табачки», я в настоящее время веду ночной образ жизни, встав с постели в 2 часа дня. Прошлой ночью мы выпускали летучих мышей до 4:30 утра, начав эксперимент на закате, когда мы подвергли одних летучих мышей воздействию измененного магнитного поля, а других — смещенной схеме поляризации. Я лег спать около восхода солнца. Работать с летучими мышами — это как снова стать студентом.

Помимо нашего эксперимента по поляризации, мы также сотрудничаем с Йосси Йовелем и Иво Борисовым из Тель-Авивского университета. Они разработали небольшие устройства GPS-слежения для отслеживания маршрутов следования летучих мышей. В то время как GPS-отслеживание широко используется для птиц, оно гораздо реже для летучих мышей, отчасти потому, что большинство летучих мышей слишком малы, чтобы нести даже легкие устройства. Однако Йосси и Иво прибыли с GPS-трекерами весом всего 3 грамма — самыми легкими из когда-либо созданных.

Проблема с этими устройствами в том, что нам нужно повторно захватить ту же летучую мышь, чтобы восстановить данные. Но на данный момент мы восстановили 19 из 24 таких устройств, и хотя данные предварительные, они также впечатляют.Вскоре мы сможем знать о навигации летучих мышей столько же, сколько и о том, как птицы находят дорогу. По сути, мы больше не будем в неведении относительно того, как ориентируются эти очаровательные животные.


Доктор Ричард Холланд читает лекции по познанию животных в Королевском университете Белфаста.
[email protected]

Как летучие мыши на самом деле летают, чтобы найти свою добычу -- ScienceDaily

Новое исследование, дополненное видеозаписями ночного видения, помогает понять, как летучие мыши на самом деле летают, чтобы найти свою добычу.

Каждую ночь летучая мышь проходит 600-700 километров эфирного времени. Летая низко, животные ловят насекомых со скоростью около 40 метров в секунду. Ночью летучая мышь использует свой слух, чтобы найти добычу. Летучие мыши постоянно ловят насекомых, используя эхолокацию — передовую навигационную систему.

Летучая мышь излучает ультразвуковые волны очень высокой частоты. Его крики звучат на частоте 20-100 кГц, частота, которая слишком высока, чтобы люди могли слышать ее естественным образом. Их звуки отражаются в окружающей среде, ударяя по различным предметам и возвращаясь эхом к летучей мыши.Эхо-сигналы позволяют летучей мыши формировать ментальную карту своего окружения.

Как при использовании вспышки

По словам Надава Бара, доцента кафедры химического машиностроения Норвежского университета науки и технологии, который недавно исследовал летучих мышей, «Эхолокацию можно сравнить с использованием вспышки в темной комнате. загораются и отражаются обратно в глаз наблюдателя. Летучая мышь использует звук таким же образом, чтобы получить обзор окружающей среды, но потенциальные источники ошибок при использовании звука намного больше."

Различные схемы полета в дневное время Когда летучие мыши в редких случаях летают днем, они используют свое зрение, чтобы ориентироваться и лететь по прямой к месту назначения.

Ночные полеты сложнее дневных. Летучие мыши постоянно поднимаются и опускаются по изогнутым траекториям полета, используя большие движения для движения.

Фильтрация шума

Шум от дождя, ветра и снега искажает эхо-сигналы, из-за чего летучей мыши становится труднее формировать картину своего окружения.Большие ночные движения летучей мыши также генерируют звук, который мешает эхосигналам.

Но летучим мышам удается поймать целевую добычу, несмотря на плохие погодные условия. Бар недавно исследовал, как это возможно.

«Летучие мыши способны отфильтровывать окружающий шум с помощью низкочастотной фильтрации. Бесполезные звуки удаляются, что делает условия более прозрачными. Летучая мышь также обладает высокоразвитой сенсомоторной системой, которая контролирует движения млекопитающего. летучей мыши двигаться быстро и с невероятной точностью», — говорит Бар.

Измерение угла в пути

Летучие мыши более осторожны в своих передвижениях ночью, чем днем, и они всегда готовы быстро изменить направление, чтобы избежать надвигающейся опасности. У летучих мышей также есть очень полезная навигационная способность измерять, насколько быстро меняется угол полета, когда они приближаются к своей целевой добыче.

Бар проводит все свои исследования летучих мышей за границей. Был в Израиле, США, Германии и Польше. Летучие мыши ведут ночной образ жизни и часто обитают в пещерах или незанятых зданиях, что делает их труднодоступными объектами исследования.Исследовательские лаборатории также должны быть достаточно большими, чтобы в них могли летать летучие мыши.

Бар отвечает за обучение по новой магистерской программе по системной биологии на кафедре химического машиностроения NTNU. Студенты этой программы учатся моделировать, создавать симуляции и изучать животный мир, бактерии и генетику. Бар был ведущим автором статьи о том, как летают летучие мыши, опубликованной в PLoS Biology.

Видео: https://www.youtube.com/watch?v=ztofILRVJy8

Источник истории:

Материалы предоставлены Норвежским университетом науки и технологий (NTNU) .Оригинал написан Synne Merete Mæle. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Почему летучие мыши живут в пещерах? Почему они не влетают в объекты ночью?

Ответить

Большинство летучих мышей ведут ночной образ жизни.

Летучие мыши в вечернем небе Техаса. Насекомоядные бразильские свободнохвостые летучие мыши (Tadarida brasiliensis) оказывают большую услугу по борьбе с вредителями сельскому хозяйству и природным экосистемам. Пол Крайан, фотограф Геологической службы США, 2009 г. Медиа-галерея USGS Science Explorer

Большинство летучих мышей ведут ночной образ жизни. Они летают и добывают пищу (жуков) ночью. Это означает, что им нужны безопасные места для сна в течение дня. Пещеры представляют собой своего рода защищенное убежище, в котором летучие мыши могут процветать. Свисая с потолка пещеры, летучие мыши находятся вне досягаемости большинства своих врагов. Некоторые из наиболее успешных видов летучих мышей живут в больших пещерных колониях. Некоторые из этих колоний насчитывают миллионы членов, даже до 20 миллионов! Карлсбадские пещеры в Нью-Мексико когда-то насчитывали 7-8 миллионов человек, а сейчас их около 1 миллиона.

Летучие мыши зимуют в пещере. Медиа-галерея USGS Science Explorer

Итак, почему летучие мыши не налетают на предметы ночью? Они используют эхолокацию, чтобы находить пищу и избегать препятствий. У них есть способность создавать и слышать звуки, которые люди не могут слышать. Звуковые волны отражаются от объектов и возвращаются к летучей мыши, которая затем может оценить размер объекта и расстояние до него. Эти ультразвуковые шумы различаются по длине и частоте импульсов и уникальны для каждого человека. Каждая летучая мышь распознает собственное отражение пульса, или «голос», и использует его, чтобы избегать объектов и идентифицировать пищу.

Большинство колоний летучих мышей покидают свои пещеры более или менее вместе, большими группами после наступления темноты. Перед уходом они летают внутри, готовясь к отъезду. Полеты с тысячами других летучих мышей внутри пещеры создают хаотический шум! Летучие мыши просто игнорируют свои персональные навигационные системы внутри пещер. Эхолокаторы включены, но летучие мыши не слушают.

Если бы вы вдруг оказались в их пещере среди летучих мышей, они бы врезались в вас.Знаменитый эксперт по летучим мышам доктор Дональд. Р. Гриффин назвал это явление «эффектом Андреа Дориа». «Андреа Дориа» затонул, столкнувшись с другим кораблем посреди Атлантического океана.

Когда летучие мыши обращают внимание на сигналы сонара, они могут ориентироваться, не врезаясь в предметы. Они могут идентифицировать и захватывать пищу, пока она движется. Система эхолокации предназначена для обнаружения очень мелких насекомых. Большинство из них меньше сантиметра в диаметре. По сравнению с насекомым человек представляет собой очень большую, медленно движущуюся отражающую звук поверхность.Вне пещеры вероятность того, что летучая мышь наткнется на человека, очень мала!

Есть также летучие мыши, которые летают и охотятся за едой в течение дня. Ночью они спят на открытом воздухе на деревьях, под мостами и в других местах. В отличие от ночных летучих мышей, у них хорошо развиты глаза и плохо развита эхолокация.

Одинокая летучая мышь в национальном парке Мамонтова пещера. Дейл Пейт, фотограф, 2018 г. Служба национальных парков, Система управления цифровыми активами NP Gallery

Опубликовано: 19.11.2019.Автор: Справочно-научный отдел Библиотеки Конгресса

.

Примитивная форма навигации найдена у летучих мышей | Наука

Страна: Страна * AfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, многонациональное государство ofBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCote D'IvoireCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские )Фарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГватемалаГернсиГвинеяГвинея-БисауГайанаГаитиОстров Херд и МакДональда IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Арабская JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorwayOmanPakistanPalestinianPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarReunionRomaniaRussian FederationRWANDASaint BarthélemySaint Елены, Вознесения и Тристан-да-КуньяСент-Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Мартен (французская часть)Сен-Пьер и МикелонСент-Винсент и ГренадиныСэм oaSan MarinoSao Том и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабского EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVanuatuVenezuela, Боливарианская Республика ofVietnamVirgin остров, BritishWallis и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Пожертвовать сейчас
Поддержите некоммерческую научную журналистику

Если мы чему-то и научились во время пандемии COVID-19, так это тому, что мы не можем ждать реакции кризиса. Science и AAAS неустанно работают над предоставлением достоверной, основанной на фактических данных информации о последних научных исследованиях и политике, с обширным бесплатным освещением пандемии. Ваш не облагаемый налогом вклад играет решающую роль в поддержании этих усилий.

Раскрытие информации о благотворительности

Солнце помогает летучим мышам найти дом в темноте › News in Science (ABC Science)

Новости науки

вторник, 30 марта 2010 г.
ABC/AFP


Исследователи обнаружили, что летучие мыши доверяют Солнцу больше, чем местному магнитному полю (Источник: Дитмар Нилл)

Новое исследование показывает, что летучие мыши полагаются на положение Солнца на закате для навигации, даже если они все еще находятся в своих пещерах, когда стемнеет.

Исследователи из Института Макса Планка в Германии и Национального музея естественной истории Болгарии изучили больших ушастых летучих мышей ( Myotis myotis ), чтобы выяснить, смогут ли они найти дорогу домой оттуда, где никогда раньше не были.

Исследователи поймали летучих мышей и выпустили их в 25 километрах от их пещеры.

Когда они следили за летучими мышами с помощью небольших радиопередатчиков, исследователи обнаружили, что в пределах одного-трех километров полета большинство летучих мышей направлялись в сторону своей пещеры.

«Я весьма скептически относился к тому, что первая часть эксперимента сработает, — говорит соавтор исследования доктор Бьорн Симерс. «Поэтому я был очень впечатлен тем, что самые быстрые летучие мыши вернулись в свою пещеру всего через два часа после выпуска».

Использование Солнца

Когда исследователи выяснили, что летучие мыши могут найти дорогу домой из незнакомого места, они захотели узнать, как они это делают.

Они проверили гипотезу о том, что летучие мыши, как и птицы, калибруют свои магнитные компасы по Солнцу.

Исследователи изменили магнитное поле половины летучих мышей ночью, сместив его с севера на восток с помощью катушки Гельмгольца после захода Солнца.

Летучие мыши с измененным магнитным полем летели в том же направлении, что и контрольные, т. е. направлялись домой.

Когда исследователи изменили магнитное поле во время захода солнца, летучие мыши сбились с курса, направляясь на восток, а не на юг, к дому.

Исследователи пришли к выводу, что летучие мыши использовали положение Солнца на закате как наиболее надежный указатель направления.

«Манипулирование магнитным полем было эффективным только в сочетании с закатом», — говорит соавтор доктор Ричард Холланд.

Они считают, что летучие мыши знают, что Солнце всегда заходит на западе, тогда как магнитное поле Земли менее надежно.

Исследователи говорят, что результат замечательный, учитывая, что этот вид обычно выходит из своих пещер после захода солнца.

«После того, как летучие мыши стали активными, мы смогли увидеть, куда исчезло Солнце даже через час после захода солнца», — говорит Симерс.

Эхо-навигация

В другом исследовании, опубликованном в том же издании, исследователи считают, что они определили, как животные используют эхолокацию для навигации в загроможденной среде.

Группа под руководством профессора Хироси Рикимару из Университета Дошиша в Японии проверила способности больших коричневых летучих мышей ( Eptesicus fuscus ).

Прикрепив микрофоны к головам летучих мышей, они записали звуки, издаваемые летучими мышами, когда они преодолевали полосу препятствий из пластиковых цепей, подвешенных к потолку.

Обучив летучих мышей следовать определенной траектории полета, исследователи переставили цепи, чтобы наблюдать, как летучие мыши перемещаются в неизвестной среде.

Исследователи обнаружили, что летучие мыши в ответ издавали дополнительные звуки чуть более высокой и более низкой частоты, что помогло им выявить неясности и определить другой путь полета.

Теги: животные, поведение животных, млекопитающие

Напишите редактору

Используйте эти ссылки в социальных сетях, чтобы поделиться Солнце помогает летучим мышам найти дом в темноте .

Используйте эту форму, чтобы написать «Солнце помогает летучим мышам найти дом в темноте» кому-то из ваших знакомых:
https://www.abc.net.au/science/articles/2010/03/30/2859995.htm ?

Что такое эхолокация и какие животные ею пользуются? | BBC Wildlife Magazine

Эхолокация — это метод, используемый летучими мышами, дельфинами и другими животными для определения местоположения объектов с помощью отраженного звука. Это позволяет животным передвигаться в кромешной тьме, чтобы они могли ориентироваться, охотиться, узнавать друзей и врагов и избегать препятствий.

Какие животные используют эхолокацию?

Известно, что эхолокацией обладают летучие мыши, киты, дельфины, некоторые птицы, такие как ночная масляная птица и некоторые саланганы, некоторые землеройки и подобные тенрекам с Мадагаскара. Еще один возможный кандидат — еж, и невероятно, что некоторые слепые люди также развили способность к эхолокации.

Низинный полосатый тенрек с Мадагаскара — одно из самых необычных животных, развивших эхолокацию. © Арто Хакола/Getty

Почему у животных возникла эхолокация?

Для дельфинов и зубатых китов этот метод позволяет им видеть в мутной воде или темных глубинах океана, и, возможно, даже эволюционировал так, что они могут преследовать кальмаров и другие глубоководные виды.

Эхолокация позволяет летучим мышам летать ночью, а также в темных пещерах. Этот навык они, вероятно, развили, чтобы находить ночных насекомых, которых не могут найти птицы.

Без эхолокации летучие мыши не могли бы летать ночью. © Джеймс Хагер/Роберт Хардинг/Getty

Как дельфины используют эхолокацию?

Дельфины и киты используют эхолокацию, издавая высокие щелкающие звуки от подводных объектов, похожие на крики и прислушиваясь к эху. Звуки производятся путем выдавливания воздуха через носовые ходы возле дыхала. Затем эти звуковые волны проходят через лоб, где большая капля жира, называемая дыней, фокусирует их в луч.

Если эхолокационный зов попадает во что-то, отраженный звук улавливается нижней челюстью животного и передается в его уши. Эхолокационные звуки настолько громкие, что уши дельфинов и китов закрывают, чтобы защитить их. Дельфины и киты используют этот метод для определения расстояния до объекта, направления, скорости, плотности и размера.

Стаи дельфинов используют эхолокацию для общения друг с другом и охоты. © Джерард Соури/Getty

Используя эхолокацию, дельфины могут обнаружить объект размером с мяч для гольфа на расстоянии футбольного поля — намного дальше, чем они могут видеть. Двигая головой, чтобы направить звуковой луч на разные части рыбы, дельфин также может различать виды.

Как летучие мыши используют эхолокацию?

Летучие мыши издают эхолокационные звуки гортанью и испускают их через рот. К счастью, большинство летучих мышей слишком высоки, чтобы их могли услышать люди — некоторые летучие мыши могут кричать до 140 децибел, что соответствует громкости реактивного двигателя на расстоянии 30 метров.

Большая подковоносая летучая мышь использует эхолокацию для погони за мотыльком. © Оксфорд Сайентифик/Гетти

Летучие мыши могут обнаружить насекомое на расстоянии до 5 м, определить его размер и твердость, а также могут избегать проводов, таких тонких, как человеческий волос. Когда летучая мышь приближается для убийства, она издает звуки, чтобы точно определить добычу.

Чтобы не быть оглушенными собственными криками, летучая мышь отключает среднее ухо непосредственно перед криком, восстанавливая слух на долю секунды позже, чтобы услышать эхо.

Как другие животные используют эхолокацию?

Масляная птица активна ночью, а некоторые насекомоядные саланганы устраиваются на ночлег в темных пещерах, поэтому вполне логично, что они развили способность к эхолокации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.