Эхолокация

Эхолокация у животных (от греческого ēchō — звук, отголосок и латинского locātiō — размещение) — это излучение и восприятие отражённых, как правило, высокочастотных звуковых сигналов с целью обнаружения объектов (добычи, препятствий и др.) в пространстве, а также получения информации об их свойствах и размерах. Эхолокация является одним из способов ориентации животных и элементом биокоммуникации.

Распространение и механизмы

Способность к эхолокации развита у нескольких групп животных:

Летучие мыши: Ультразвук генерируется в гортани особыми надгортанными связками (возможно, в этом участвуют и голосовые связки) и затем направленно излучается через открытый рот или ноздри. Воспринимаются отражённые импульсы высокоспециализированной слуховой системой. Эхолокация эффективна на расстоянии до 18 м.
Дельфины (и другие зубатые киты): Звуки, вероятно, производятся вибрацией перегородок или складок носовых мешков (по другой версии — в гортани). Их эхолокационный аппарат адаптирован к водной среде.
Некоторые птицы: Птицы, живущие в пещерах (например, гуахаро и саланганы), используют эхолокацию для ориентации в полной темноте. В отличие от млекопитающих, они излучают низкочастотные сигналы в диапазоне 4–7 кГц.
Землеройки: Отдельные виды также демонстрируют простые формы эхолокации.

Характеристики сигналов

Дельфины и летучие мыши генерируют ультразвуковые импульсы частотой до 150–200 кГц. Длительность сигналов обычно составляет от 0,2 до 4–5 мс. У дельфинов и летучих мышей эхолокация служит не только для общей ориентации, но и для точного определения пространственного положения, размера, формы и даже текстуры цели, включая движущуюся добычу.

Терминология

Физиологическая система (анализатор) животного, обеспечивающая эхолокацию, в биологической литературе получила название сонарной системы, или сонара (от английского sonar — аббревиатура слов sound navigation and ranging — «звуковая навигация и определение дальности»). Этот термин был заимствован из техники, где так называется прибор для обнаружения подводных объектов.

Современный контекст

Современные исследования значительно расширили понимание эхолокации. Установлено, что некоторые виды летучих мышей (например, подковоносы) используют не только частотную, но и доплеровскую модуляцию сигналов для точного определения скорости цели. У дельфинов обнаружена способность фокусировать свой звуковой луч и использовать два независимых звукогенерирующих органа. Кроме того, пассивная эхолокация (прослушивание эха от собственных движений или фоновых шумов) описана у некоторых слепых людей, что демонстрирует пластичность мозга в обработке акустической информации.