Alle ved, at flagermus og delfiner udsender ultralyd. Hvorfor er dette nødvendigt, og hvordan fungerer det? Lad os se, hvad ekkolokalisering er, og hvordan det hjælper dyr og endda mennesker.
Hvad er ekkolokalisering
Echolocation, også kaldet biosonar, er et biologisk sonar, der bruges af flere dyrearter. Ekkolokaliserende dyr udsender signaler til miljøet og lytter til ekkoerne af de opkald, der returneres fra forskellige genstande i nærheden af dem. De bruger disse ekkoer til at finde og identificere objekter. Ekkolokalisering bruges til navigation og til fouragering (eller jagt) i en række forskellige miljøer.
Arbejdsprincip
Ekkolokalisering er det samme som aktiv ekkolod, som bruger lyde produceret af dyret selv. Rangering foretages ved at måle tidsforsinkelsen mellem dyrets egen lydemission og eventuelle ekkoer, der vender tilbage fra miljøet.
I modsætning til nogle menneskeskabte sonarer, der er afhængige af ekstremt smalle stråler og flere modtagere til at lokalisere et mål, er dyreekkolokalisering baseret på en sender og tomodtagere (ører). Ekkoerne, der vender tilbage til de to ører, ankommer på forskellige tidspunkter og ved forskellige lydstyrkeniveauer, afhængigt af placeringen af det objekt, der genererer dem. Forskelle i tid og volumen bruges af dyr til at opfatte afstand og retning. Med ekkolokalisering kan en flagermus eller et andet dyr se ikke kun afstanden til et objekt, men også dets størrelse, hvilken slags dyr det er og andre funktioner.
Flagermus
Flagermus bruger ekkolokalisering til at navigere og fouragere, ofte i tot alt mørke. De dukker norm alt op fra deres sovepladser i huler, lofter eller træer i skumringen og jager insekter. Takket være ekkolokalisering er flagermus i en meget fordelagtig position: de jager om natten, når der er mange insekter, der er mindre konkurrence om føden, og der er færre arter, der selv kan forgribe sig på flagermusene.
Flagermus genererer ultralyd gennem deres strubehoved og udsender lyd gennem deres åbne mund eller, meget mindre almindeligt, deres næse. De udsender lyd fra 14.000 til over 100.000 Hz, for det meste uden for det menneskelige øre (typisk menneskelig hørevidde er 20 Hz til 20.000 Hz). Flagermus kan måle bevægelsen af mål ved at fortolke ekkomønstre fra en speciel hudlap i det ydre øre.
Visse arter af flagermus bruger ekkolokalisering i visse frekvensbånd, der matcher deres livsbetingelser og byttetyper. Dette er nogle gange blevet brugt af forskere til at identificere de arter af flagermus, der bor i området. De simpelthenoptog deres signaler ved hjælp af ultralydsoptagere kendt som flagermusdetektorer. I de senere år har forskere fra flere lande udviklet flagermus-kaldebiblioteker, der indeholder registreringer af hjemmehørende arter.
Havdyr
Biosonar er værdifuldt for underordenen af tandhvaler, som omfatter delfiner, marsvin, spækhuggere og kaskelothvaler. De lever i et undervandshabitat, der har gunstige akustiske egenskaber, og hvor synet er ekstremt begrænset på grund af vandets turbiditet.
De vigtigste første resultater i beskrivelsen af delfinekkolokalisering blev opnået af William Shevill og hans kone Barbara Lawrence-Shevill. De var engageret i at fodre delfiner og bemærkede engang, at de umiskendeligt fandt stykker af fisk, der lydløst faldt i vandet. Denne opdagelse blev efterfulgt af en række andre eksperimenter. Hidtil har delfiner vist sig at bruge frekvenser fra 150 til 150.000 Hz.
Ekkolokalisering af blåhvaler er meget mindre undersøgt. Indtil videre er der kun antaget, at hvalers "sange" er en måde at navigere og kommunikere med pårørende på. Denne viden bruges til at tælle bestanden og til at spore disse havdyrs migrationer.
Gnavere
Det er tydeligt, hvad ekkolokalisering er hos havdyr og flagermus, og hvorfor de har brug for det. Men hvorfor har gnavere brug for det? De eneste landpattedyr, der er i stand til ekkolokalisering, er de to slægter af spidsmus, teireks på Madagaskar, rotterne og flinttænderne. De udsender en række ultralydssqueaks. De indeholder ikke genklangende ekkolokaliseringsresponser og ser ud til at blive brugt til simpel rumlig orientering på tæt hold. I modsætning til flagermus bruger spidsmus kun ekkolokalisering til at studere byttedyrs levesteder og ikke til at jage. Bortset fra store og dermed stærkt reflekterende genstande (såsom en stor sten eller træstamme), er de sandsynligvis ikke i stand til at optrevle ekkoscener.
De mest talentfulde ekkolodsfindere
Udover de listede dyr er der andre, der er i stand til ekkolokalisering. Det er nogle arter af fugle og sæler, men de mest sofistikerede ekkolod er fisk og lampretter. Tidligere anså forskerne flagermus for at være de mest dygtige, men i de seneste årtier er det blevet klart, at det ikke er tilfældet. Luftmiljøet er ikke befordrende for ekkolokalisering - i modsætning til vand, hvor lyden divergerer fem gange hurtigere. Fiskens sonar er organet i sidelinjen, som opfatter omgivelsernes vibrationer. Bruges til både navigation og jagt. Nogle arter har også elektroreceptorer, der opfanger elektriske vibrationer. Hvad er ekkolokalisering af fisk? Det er ofte synonymt med overlevelse. Hun forklarer, hvordan blinde fisk kunne leve til en moden alder uden at skulle ses.
Ekkolokalisering hos dyr har hjulpet med at forklare lignende evner hos synshandicappede og blinde mennesker. De navigerer i rummet ved hjælp af kliklyde, de laver. Forskere siger, at så korte lyde udsender bølger, derkan sammenlignes med lyset fra en lommelygte. I øjeblikket er der for lidt data til at udvikle denne retning, da dygtige sonarer blandt mennesker er en sjældenhed.
