ziemia
Autor: Mateusz Ciechanowski | dodano: 2012-08-08
Sugnał echolokacyjny u nietoperzy

W jaki sposób nietoperz polujący w gromadzie odbiera i rozróżnia swój już odbity sygnał echolokacyjny?

Odpowiada dr Mateusz Ciechanowski z Katedry Ekologii i Zoo­logii Kręgowców Uniwersytetu Gdańskiego:

Nietoperze są niezwykłymi ssakami nie tylko dlate­go, że potrafią aktywnie latać, ale również dlatego, że robią to w nocy. Poruszanie się po ciemku w trzech wy­miarach, i to ze znaczną prędkością, jest nie lada wy­czynem. Nietoperze owocożerne Afryki i Azji rozwiąza­ły ten problem tak jak wiele innych zwierząt nocnych – wykształciły wielkie oczy, wychwytujące niemal każ­dy dostępny foton. Pozostałe nietoperze (w tym polskie owadożerne) rozwinęły zupełnie inny sposób orientacji w przestrzeni – echolokację. Emitują one serie pisków, które odbijają się od przeszkód i ciał ofiar, po czym wra­cają do uszu nadawcy. Na podstawie odebranych ech nietoperz tworzy obraz otoczenia.

Musi przy tym pokonać ograniczenia fizyczne. Żad­na fala nie może przenosić obrazu obiektu o wymiarach liniowych mniejszych niż połowa jej długości. Fala aku­styczna o przeciętnej słyszalnej przez człowieka często­tliwości 2 kHz ma w powietrzu długość około 17 cm. Ofiary większości nietoperzy zaś to zwierzęta małe: kil­ku-, kilkunastomilimetrowe. Aby je zlokalizować, nieto­perze muszą znacznie skrócić długość emitowanej fali, a więc użyć wyższych dźwięków – od 20 kHz (najwyższy słyszalny przez człowieka) do ponad 200 kHz. Dźwięki takie nazywamy ultradźwiękami.

Jak to się dzieje, że odbywające wspólne łowy dziesiątki nietoperzy tego samego gatunku nie przeszkadzają sobie wzajemnie, zakłócając działanie echolokacji? Otóż potra­fią one regulować wrażliwość ucha wewnętrznego (śli­maka) i kory słuchowej mózgu na nadchodzące dźwięki. Pisk echolokacyjny ma tak wysoką energię, że z łatwością przenika przez tkanki między krtanią a ślimakiem. Mógłby go nawet trwale uszkodzić, powodując głuchotę i śmierć głodową, gdyby nie pewien mechanizm obronny. Synchro­nicznie z wydaniem pisku nietoperz napina mięsień napi­nacz strzemiączka, osłabiając przekazanie drgań z bęben­ka przez młoteczek, kowadełko i strzemiączko do ślimaka. Robić to musi kilka lub kilkanaście razy na sekundę!

Dzięki temu własny pisk, nie ogłuszając nadawcy, do­ciera do układu słuchowego przed echami i służy za ro­dzaj wzorca, umożliwiającego ich wybiórcze wzmocnie­nie i obróbkę. Odpowiadają za to procesy bramkowania neuronalnego: neurony kory mózgu zwiększają swoją odpowiedź na jedne bodźce (w tym przypadku odbicia własnego pisku), tłumią zaś odpowiedź na inne (odbicia pisków konkurentów). Wystarczy, aby sygnały poszcze­gólnych osobników różniły się nieco częstotliwością lub innymi parametrami, na przykład długością pisków czy odstępów między nimi. Dlatego jeśli do uszu nietope­rza dojdą echa ultradźwięków wysyłanych przez inne osobniki w tym samym zakresie długości fali, co jego własne, zwierzę błyskawicznie zmienia (najczęściej podwyższa) częstotli­wość emitowanych sygnałów o 1–2 kHz. W taki sam sposób nietoperze reagują na sztuczne ultradźwięki o komputerowo manipulowanej częstotliwości, co pozwoliło badaczom na rozszyfrowa­nie tej nurtującej ich od dawna zagadki.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 07/2007 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
24
W 1859 r. Karol Darwin opublikował dzieło O powstaniu gatunków na drodze doboru naturalnego.
Warto przeczytać
Zmyl trop to użyteczna, ale i pełna powabu oraz przekonująca, kieszonkowa esencja wszystkiego, co chcielibyście wiedzieć o obronie przed inwigilacją.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Mateusz Ciechanowski | dodano: 2012-08-08
Sugnał echolokacyjny u nietoperzy

W jaki sposób nietoperz polujący w gromadzie odbiera i rozróżnia swój już odbity sygnał echolokacyjny?

Odpowiada dr Mateusz Ciechanowski z Katedry Ekologii i Zoo­logii Kręgowców Uniwersytetu Gdańskiego:

Nietoperze są niezwykłymi ssakami nie tylko dlate­go, że potrafią aktywnie latać, ale również dlatego, że robią to w nocy. Poruszanie się po ciemku w trzech wy­miarach, i to ze znaczną prędkością, jest nie lada wy­czynem. Nietoperze owocożerne Afryki i Azji rozwiąza­ły ten problem tak jak wiele innych zwierząt nocnych – wykształciły wielkie oczy, wychwytujące niemal każ­dy dostępny foton. Pozostałe nietoperze (w tym polskie owadożerne) rozwinęły zupełnie inny sposób orientacji w przestrzeni – echolokację. Emitują one serie pisków, które odbijają się od przeszkód i ciał ofiar, po czym wra­cają do uszu nadawcy. Na podstawie odebranych ech nietoperz tworzy obraz otoczenia.

Musi przy tym pokonać ograniczenia fizyczne. Żad­na fala nie może przenosić obrazu obiektu o wymiarach liniowych mniejszych niż połowa jej długości. Fala aku­styczna o przeciętnej słyszalnej przez człowieka często­tliwości 2 kHz ma w powietrzu długość około 17 cm. Ofiary większości nietoperzy zaś to zwierzęta małe: kil­ku-, kilkunastomilimetrowe. Aby je zlokalizować, nieto­perze muszą znacznie skrócić długość emitowanej fali, a więc użyć wyższych dźwięków – od 20 kHz (najwyższy słyszalny przez człowieka) do ponad 200 kHz. Dźwięki takie nazywamy ultradźwiękami.

Jak to się dzieje, że odbywające wspólne łowy dziesiątki nietoperzy tego samego gatunku nie przeszkadzają sobie wzajemnie, zakłócając działanie echolokacji? Otóż potra­fią one regulować wrażliwość ucha wewnętrznego (śli­maka) i kory słuchowej mózgu na nadchodzące dźwięki. Pisk echolokacyjny ma tak wysoką energię, że z łatwością przenika przez tkanki między krtanią a ślimakiem. Mógłby go nawet trwale uszkodzić, powodując głuchotę i śmierć głodową, gdyby nie pewien mechanizm obronny. Synchro­nicznie z wydaniem pisku nietoperz napina mięsień napi­nacz strzemiączka, osłabiając przekazanie drgań z bęben­ka przez młoteczek, kowadełko i strzemiączko do ślimaka. Robić to musi kilka lub kilkanaście razy na sekundę!

Dzięki temu własny pisk, nie ogłuszając nadawcy, do­ciera do układu słuchowego przed echami i służy za ro­dzaj wzorca, umożliwiającego ich wybiórcze wzmocnie­nie i obróbkę. Odpowiadają za to procesy bramkowania neuronalnego: neurony kory mózgu zwiększają swoją odpowiedź na jedne bodźce (w tym przypadku odbicia własnego pisku), tłumią zaś odpowiedź na inne (odbicia pisków konkurentów). Wystarczy, aby sygnały poszcze­gólnych osobników różniły się nieco częstotliwością lub innymi parametrami, na przykład długością pisków czy odstępów między nimi. Dlatego jeśli do uszu nietope­rza dojdą echa ultradźwięków wysyłanych przez inne osobniki w tym samym zakresie długości fali, co jego własne, zwierzę błyskawicznie zmienia (najczęściej podwyższa) częstotli­wość emitowanych sygnałów o 1–2 kHz. W taki sam sposób nietoperze reagują na sztuczne ultradźwięki o komputerowo manipulowanej częstotliwości, co pozwoliło badaczom na rozszyfrowa­nie tej nurtującej ich od dawna zagadki.