Войти
Эхолокация (или сонар) системы животных, такие как человеческие радарные системы, восприимчивы к помехам, известным как подавление эхолокации или подавление сонара. Заземление происходит, когда нецелевые звуки мешают эхо-сигналу цели. Заклинивание может быть целенаправленным или непреднамеренным и может быть вызвано самой эхолокационной системой, другими эхолокационными животными, добычей или людьми. Эхолокационные животные эволюционировали, чтобы минимизировать заклинивание; однако поведение избегания эхолокации не всегда бывает успешным.
Эхолокационные животные могут заклинивать себя разными способами. Летучие мыши, например, издают одни из самых громких звуков в природе, а затем сразу же прислушиваются к эхо, которое в сотни раз слабее, чем звуки, которые они издают. Чтобы не оглохнуть, всякий раз, когда летучая мышь издает эхолокационное излучение, небольшая мышца в среднем ухе летучей мыши (stapedius мышца) зажимает небольшие кости, называемые косточками, которые обычно усиливают звуки. между барабанной перепонкой и улиткой. Это снижает интенсивность звуков, которые летучая мышь слышит в это время, сохраняя чувствительность слуха к эхо-сигналу цели.
Застревание может произойти, если животное все еще издает звук, когда возвращается эхо, например, от ближайшего объекта. Летучие мыши избегают такого типа помех, издавая короткие звуки продолжительностью 3-50 мс при поиске добычи или навигации. Летучие мыши издают все более короткие звуки, вплоть до 0,5 мс, чтобы избежать самоуничтожения при эхолокации целей, к которым они приближаются. Это связано с тем, что эхо от ближайших целей вернется к летучей мыши раньше, чем звуки от удаленных целей.
Другая форма глушения возникает, когда эхолокационное животное последовательно издает множество звуков и приписывает эхо неправильному излучению. Чтобы избежать этого типа помех, летучие мыши обычно ждут достаточно времени, чтобы эхо вернулся от всех возможных целей, прежде чем издать следующий звук. Это хорошо видно, когда летучая мышь нападает на насекомое. Летучая мышь издает звуки с более короткими временными интервалами, но всегда дает достаточно времени, чтобы звуки добрались до цели и обратно. Еще один способ, которым летучие мыши преодолевают эту проблему, - это воспроизведение последовательных звуков с уникальной частотно-временной структурой. Это позволяет летучим мышам обрабатывать эхо от нескольких излучений одновременно и правильно назначать эхо своему излучению, используя его частотно-временную сигнатуру.
Как и электрическая рыба, эхолокационные животные восприимчивы к помехам от других животных того же вида, излучающих сигналы в окружающей среде. Чтобы избежать такого заклинивания, летучие мыши используют стратегию, также используемую электрической рыбой, чтобы избежать этого заклинивания: поведение, известное как реакция предотвращения заклинивания (JAR). В JAR одно или оба животных изменяют частоту своих звуков в сторону от частоты звука другого животного. Это дает каждому животному уникальную полосу частот, в которой не будет помех. Летучие мыши могут выполнить эту настройку очень быстро, часто менее чем за 0,2 секунды.
Большие коричневые летучие мыши могут избежать заклинивания, замолкая на некоторое время, преследуя другую эхолокационную большую коричневую летучую мышь. Иногда это позволяет молчаливой летучей мыши поймать добычу в условиях соревнования за кормом.
Бабочка Bertholdia trigona - единственное животное в природе, которое, как известно, подавляет эхолокацию своего хищника. Многие тигровые бабочки производят ультразвуковые щелчки в ответ на эхолокацию призывает летучих мышей использовать при нападении на добычу. Для большинства видов тигровой моли эти щелчки предупреждают летучих мышей о том, что бабочки содержат токсичные соединения, которые делают их неприятными. Однако тигровая моль Bertholdia trigona производит щелчки с очень высокой частотой (до 4500 в секунду), чтобы подавить эхолокацию летучих мышей. Заклинивание - самая эффективная защита от летучих мышей, когда-либо задокументированных, причем заклинивание приводит к десятикратному снижению успешности поимки летучих мышей в полевых условиях.
Вероятность того, что моль затягивает эхолокацию летучих мышей, возникла с Отчет об эксперименте, опубликованный в 1965 году Дороти Даннинг и Кеннетом Родером. Щелчки мотылька воспроизводились через громкоговоритель, когда летучие мыши пытались поймать мучных червей, катапультировавшихся в воздух. Щелчки мотылька заставляли летучих мышей уклоняться от мучных червей, но звуки эхолокации, воспроизводимые через динамик, не делали этого, что заставило авторов сделать вывод, что щелчки бабочек сами по себе отговорили летучих мышей. Однако позже было установлено, что щелчки мотылька воспроизводились на неестественно громком уровне, что опровергает этот вывод.
В последующие годы Даннинг провел дальнейшие эксперименты, чтобы показать, что щелчки мотылька служат предупреждением. То есть они сообщают летучим мышам, что бабочки токсичны, поскольку многие бабочки накапливают токсичные химические вещества из своих растений-хозяев, как гусеницы, и сохраняют их в своих тканях в течение всего взрослого возраста. Рёдер согласился с выводами Даннинга.
Джеймс Фаллард и его коллеги опубликовали результаты в 1979 и 1994 годах, аргументируя гипотезу глушения, основанную на акустических характеристиках щелчков бабочек, однако эта гипотеза все еще широко обсуждалась в литературе в течение в то время.
В 1990-х годах были проведены эксперименты по трансляции щелчков мышам, выполняющим эхолокационные задачи на платформе, и с помощью нейрофизиологических методов, чтобы продемонстрировать вероятный механизм глушения. Исследователи пришли к выводу, что большинство тигровых бабочек не издают достаточно звука, чтобы заглушить сонар летучих мышей.
Первое исследование, убедительно продемонстрировавшее, что летучая мышь варенье из бабочек, было опубликовано в 2009 году исследователями из Университета Уэйк Форест. В этом исследовании большие коричневые летучие мыши были выращены в неволе, чтобы убедиться, что у них не было опыта щелканья добычи, и обучены атаковать бабочек, привязанных к тонкой линии, прикрепленной к потолку в помещении для полета. В течение девяти ночей эксперимента летучие мыши атаковали контрольных бабочек без щелчка и щелкающих Bertholdia trigona - бабочек, которые были отобраны за их необычайные способности щелкать. Летучие мыши испытывали значительные трудности с улавливанием щелкающей моли по сравнению с бесшумной контрольной группой и ели бабочек B. trigona, когда у них была возможность, тем самым опровергая гипотезу о том, что щелчки предупреждали летучих мышей о токсичности моли. Щелчки мотылька также нарушили стереотипный паттерн эхолокации летучих мышей, подтвердив функцию глушения щелчков.
Люди могут намеренно или случайно блокировать эхолокационных животных. В последнее время были предприняты усилия по разработке средств защиты от акустических помех, чтобы не допустить попадания летучих мышей в здания или мосты или для удержания летучих мышей подальше от ветряных турбин, где происходит большое количество смертей. Было показано, что эти сдерживающие факторы снижают активность летучих мышей на небольшой территории. Однако распространение акустических сдерживающих факторов на большие объемы для таких применений, как удержание летучих мышей вдали от ветряных турбин, затруднительно из-за высокого атмосферного ослабления ультразвука.
