Každý ví, že netopýři a delfíni vyzařují ultrazvuk. Proč je to potřeba a jak to funguje? Podívejme se, co je echolokace a jak pomáhá zvířatům a dokonce i lidem.
Co je echolokace
Echolokace, také nazývaná biosonar, je biologický sonar používaný několika živočišnými druhy. Echolokační zvířata vyzařují signály do okolí a poslouchají ozvěny těchto volání, které se vracejí z různých objektů v jejich blízkosti. Používají tyto ozvěny k nalezení a identifikaci objektů. Echolokace se používá k navigaci a hledání potravy (nebo lovu) v různých prostředích.
Funkční princip
Echolokace je stejná jako aktivní sonar, který využívá zvuky produkované samotným zvířetem. Měření vzdálenosti se provádí měřením časového zpoždění mezi vlastním vyzařováním zvuku zvířete a případnými ozvěnami vracejícími se z prostředí.
Na rozdíl od některých sonarů vyrobených člověkem, které se při lokalizaci cíle spoléhají na extrémně úzké paprsky a více přijímačů, je echolokace zvířat založena na jednom vysílači a dvoupřijímače (uši). Ozvěny vracející se do obou uší přicházejí v různých časech a na různých úrovních hlasitosti v závislosti na poloze objektu, který je generuje. Rozdíly v čase a objemu využívají zvířata k vnímání vzdálenosti a směru. Díky echolokaci může netopýr nebo jiné zvíře vidět nejen vzdálenost k předmětu, ale také jeho velikost, o jaký druh zvířete jde, a další rysy.
Netopýři
Netopýři používají echolokaci k navigaci a hledání potravy, často v naprosté tmě. Obvykle vylézají ze svých úkrytů v jeskyních, na půdách nebo na stromech za soumraku a loví hmyz. Díky echolokaci mají netopýři velmi výhodnou pozici: loví v noci, kdy je mnoho hmyzu, je menší konkurence o potravu a je zde méně druhů, které mohou netopýry samy lovit.
Netopýři generují ultrazvuk prostřednictvím hrtanu a vyzařují zvuk otevřenými ústy nebo mnohem méně často nosem. Vydávají zvuk v rozsahu od 14 000 do více než 100 000 Hz, většinou mimo lidské ucho (typický rozsah lidského sluchu je 20 Hz až 20 000 Hz). Netopýři dokážou změřit pohyb cílů interpretací vzorů ozvěny ze speciálního místa na kůži ve vnějším uchu.
Některé druhy netopýrů používají echolokaci v určitých frekvenčních pásmech, která odpovídají jejich životním podmínkám a typům kořisti. Toto bylo někdy používáno výzkumníky k identifikaci druhů netopýrů, kteří obývají oblast. Oni prostězaznamenávali své signály pomocí ultrazvukových záznamníků známých jako detektory netopýrů. V posledních letech výzkumníci z několika zemí vyvinuli knihovny volání netopýrů, které obsahují záznamy o původních druzích.
Mořští živočichové
Biosonar je cenný pro podřád zubatých velryb, kam patří delfíni, sviňuchy, kosatky a vorvaně. Žijí v podmořském prostředí, které má příznivé akustické vlastnosti a kde je vidění extrémně omezené kvůli zákalu vody.
Nejvýznamnějších prvních výsledků v popisu echolokace delfínů dosáhli William Shevill a jeho manželka Barbara Lawrence-Shevill. Zabývali se krmením delfínů a jednou si všimli, že neomylně nacházejí kusy ryb, které tiše spadly do vody. Po tomto objevu následovala řada dalších experimentů. Dosud bylo zjištěno, že delfíni používají frekvence od 150 do 150 000 Hz.
Echolokace modrých velryb je prozkoumána mnohem méně. Zatím existují pouze domněnky, že „písně“velryb jsou způsobem navigace a komunikace s příbuznými. Tyto znalosti se používají k počítání populace a sledování migrací těchto mořských živočichů.
Hlodavci
Je jasné, co je echolokace u mořských živočichů a netopýrů a proč ji potřebují. Ale proč to hlodavci potřebují? Jedinými suchozemskými savci schopnými echolokace jsou dva rody rejsků, teirekové z Madagaskaru, krysy a pazourkové zuby. Vydávají řadu ultrazvukových pískání. Neobsahují reverberantní echolokační odezvy a zdá se, že se používají pro jednoduchou prostorovou orientaci na blízko. Na rozdíl od netopýrů využívají rejsci echolokaci pouze ke studiu stanovišť kořisti a ne k lovu. Kromě velkých a tedy vysoce reflexních objektů (jako je velký kámen nebo kmen stromu) pravděpodobně nejsou schopny rozmotat ozvěnu scén.
Nejtalentovanější hledači sonarů
Kromě uvedených zvířat existují ještě další schopná echolokace. Jedná se o některé druhy ptáků a tuleňů, ale nejdůmyslnějšími echoloty jsou ryby a mihule. Dříve vědci považovali netopýry za nejschopnější, ale v posledních desetiletích se ukázalo, že tomu tak není. Vzduchové prostředí není příznivé pro echolokaci – na rozdíl od vody, ve které se zvuk rozchází pětkrát rychleji. Sonar ryb je orgán postranní linie, který vnímá vibrace prostředí. Používá se jak pro navigaci, tak pro lov. Některé druhy mají také elektroreceptory, které zachycují elektrické vibrace. Co je echolokace ryb? Často je synonymem přežití. Vysvětluje, jak se slepé ryby mohly dožít vysokého věku, aniž by potřebovaly zrak.
Echolokace u zvířat pomohla vysvětlit podobné schopnosti u zrakově postižených a nevidomých lidí. Pohybují se v prostoru pomocí klikajících zvuků, které vydávají. Vědci tvrdí, že takové krátké zvuky vydávají vlny, kterélze přirovnat ke světlu baterky. V tuto chvíli je příliš málo údajů na to, aby bylo možné tento směr rozvíjet, protože schopný sonar mezi lidmi je vzácností.
