Способ ориентации летучих мышей

2015-05-10
Вопреки распространенному клише, летучие мыши не слепые. Они обладают способностью излучать и получать высокочастотные звуки. Летучие мыши могут найти свой путь, благодаря ультразвуковым волнам, которые отражаются от объектов. Эта система ориентирования позволяет мыши поразительно точно и быстро двигаться.

Однако, летучие мыши живут в коммунах и часто взлетают большими стаями. Вся это стая одновременно начинает лоцировать пространство. Каким образом они отличают свой сигнал от соседнего и не путают их?

Звук производится сокращением мышц гортани или щелчком языка, летучие мыши испускают сигналы, как правило, ртом, но иногда используют ноздри.

Эти звуки достаточно интенсивны и могут даже вызвать временную глухоту. Поэтому при испускании звука за несколько миллисекунд перед вызовом механизм уха ослабляет влияние импульса. После излучения сигнала механизм ослабления отключается, и летучая мышь может получить эхо своего призыва.

Возвращение эхо ловится специальной формы ушей летучей мыши и направляются на его внутреннее ухо. Там, высоко концентрированные рецепторные клетки, которые позволяют летучим мышам, обнаружить даже мельчайшие изменения в частоте (вплоть до 0,1 Гц). Исходя из этого, летучая мышь может определить размер, форму, направление и расстояние до добычи, а также других объектов.

Сам процесс охоты выглядит следующим образом, летучая мышь начинает производить длинные импульсы локатора и слушает возвращающиеся эхо. Если жертва обнаружена, он, как правило, летит к источнику эха, продолжая издавать звуки, более точно фокусируюсь на добычу. Когда летучая мышь становится ближе и ближе к цели, сонар начинает работать быстрее с более короткой продолжительностью. Это происходит до тех пор, пока летучая мышь не схватит добычу. В последней фазе приближения к добыче требуется действие сверхбыстрых вокальных мышц, и может достигать скорости 190 «вызовов в секунду».

Люди слышат звук в диапазоне примерно от 15 Гц до 20 кГц. Летучие мыши «видят» на частотах от 20 до 200 кГц.

Для того чтобы отличить свои сигналы от сигналов друзей, многие виды мышей просто изменяют частоту (иногда это называется шаг) их эхолокации. В эксперименте, проведенном на бразильских летучих мышах, исследователи отметили, что там, где звуковые частоты были очень близки (менее 3 кГц), отдельные летучие мыши поднимет высоту своих звонков: «Например, если начальные импульсы летучей мыши были на частоте 26 кГц а у друзей 24 кГц. То она автоматически поднимала частоту до 27 кГц ».

Некоторые виды летучих мышей используют другие методы. Например, некоторые исследования показали, что группы летучих мышей, создают виртуальные группы, которые летают как единое целое. Другие исследования показали, что некоторые виды летучих мышей в состоянии уменьшить энергию посыла, так что только они могут услышать его.

Эхолокация других млекопитающих

Летучие мыши не являются единственными млекопитающими, обладающие ультразвуковыми локатором, дельфины и зубатые киты также могут перемещаться с помощью эхолокации. Исследования 2013, показали, что наличие 2300 генов, которые существуют в единичных экземплярах у всех летучих мышей, дельфинов, и, по крайней мере, у пяти других млекопитающих. В другом недавнем докладе, датские исследователи отметили, что звуки летучих мышей и зубатых китов удивительно похожи. Это обусловлено двумя вещами: во-первых, все уши млекопитающих, развились совершенно аналогичным образом, и второе, самое удивительное, противоречащим физическим условиям в воздухе и воде наряду с различиями в размерах животных.

Источник

Как ориентируются летучие мыши

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

2) от 20 Гц до 20 кГц

3) более 20 кГц

4) любой частоты

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

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.

Источник

Как летучие мыши видят в темноте? Описание, фото и видео

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.

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.

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.

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.

Охота летучих мышей

Когда летучая мышь нацелилась на добычу, она испускает все более и более высокие звуки частотой до 200 биений в секунду. Затем либо она хватает муху, либо промахивается, тогда все начинается сначала. Летучие мыши хорошие охотники и промахиваются редко. Обычно охота занимает полсекунды. За ночь летучая мышь может съесть очень много насекомых: по массе это половина того, что весит сама летучая мышь. Такое количество насекомых летучая мышь поглощает за один час охоты. Некоторые насекомые, например комары, очень малы и почти ничего не весят.

В таком случае летучая мышь съедает более 1200 насекомых в час. Каким образом это подсчитано? Очень просто, летучая мышь взвешивается до вылета на охоту и сразу после нее, когда ее брюшко набито пищей. Некоторые летучие мыши настолько хорошо определяют местоположение предметов эхолокацией, что в темноте не наткнутся на проволоку толщиной с человеческий волос.

Летучие мыши – интересное видео

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

Источник