Экология Многие морские животные обитают в мире, где форма ощущается с помощью звуков. Они производят щелкающие звуки, которые отражаются от предметов, для того, чтобы ясно представлять себе карту местности, а также выслеживать добычу.
Исследователи из штата Гавайи недавно открыли, на сколько точно могут быть настроены "приборы эхолокации" у этих существ. Зубатые киты могут фокусировать звуковой пучок, выделяя цель с помощью потока щелкающих звуков для того, чтобы изучить его во всех деталях.
Лора Клоеппер (Laura Kloepper), студентка Гавайского Университета, которая руководила исследованиями, работала с дрессированной малой косаткой (семейство дельфиньих) по кличке Кина, которая жила в загороженной бухте исследовательского института с 1993 года.
Прошлые исследования показали, что она может различить предметы, которые минимально различаются по толщине. Разница в толщине может быть меньше человеческого волоса! Ученые подозревали, что эта удивительная точность частично связана со способностью китов настраивать фокус на эхолокационный звуковой пучок.
Клоеппер и ее команда впервые провели тесты, чтобы точно измерить пучок, когда животное меняет фокус, если "эхолокационное задание" становится более сложным.
Исследователи научили Кину опознавать цилиндр особых размеров. В случае, если она узнает предмет, Кина подплывает к поверхности и дотрагивается носом до меча. Всякий раз, когда задание было выполнено правильно, косатка получала угощение в виде рыбы.
Затем Кина должна была выполнить другое задание: найти свой предмет среди подобных. Первый цилиндр был уже ей знаком, стенки второго были толще на 1 сантиметр, а стенки третьего – толще всего на 0,2 миллиметра. Все три предмета были одной длины.
По сигналу дрессировщика Кина погружалась под воду и заплывала в специальное ограждение для выполнения задания. Выход впереди поднимался вверх, поэтому она не могла обнаруживать предмет перед ней с помощью эхолокации. Во время эксперимента исследователи использовали подводные микрофоны. Чтобы измерить звуковые пучки Кины.
"Записывая звук с разных позиций, мы смогли изобразить форму (размер) этого пучка", - сказала Клоеппер.
Изображения показали, что Кина меняла размер пучка в зависимости от того, насколько сложно было идентифицировать цилиндр. Она производила более крупный звуковой пучок, когда цилиндр перед ней было сложнее отличить от ее цели.
Ученые считают, что когда Кина производила этот крупный пучок, ее лобная линза выступала в роли реагирующей звуковой линзы, улавливая все звуки, которые отражаются от интересующего предмета.
"В этом случае она получает назад больше звуковой энергии во время исследования предмета, - сказала Клоеппер.- Это имеет смысл, так как эхолокация помогает животным выживать. На больших глубинах мало что можно разглядеть, таким образом они отслеживают и ловят рыбу, используя звуки".
Последующие исследования команды ученых показали, что такая же способность фокусировать звук имеется у морских свинок.
Настраивая свой эхолокационный пучок, Кина способна изменить чувствительность слуха, сделать его супер чувствительным во время охоты, а также заблокировать его в случае потенциально опасных очень громких звуков.
Подводные охотники
-- Зубастые киты и дельфины, которые относятся к подотряду Odontoceti, используют эхолокацию для охоты и навигации.
-- Эхолокационные щелчки проходят сквозь жировую структуру в передней части черепа, которая называется лобная линза. Именно эта структура формирует видимый бугорок на голове у животных. Ученые считают, что она работает как настраиваемая акустическая линза, собирая звук в пучок, размер которого можно менять.
-- Другие морские обитатели, которые не используют эхолокацию, имеют другие хитрости для передвижения под водой. Тюлени, например, имеют супер чувствительные усы, которые способны определять, где находится самая жирная рыба, чувствуя след, которая она оставляет после себя.
