Акустические глаза

Скачать торрент Зарубежные новинки rump3.net/foreign/. .

«Акустические» глаза дельфинов

Впервые явление ориентации по звуку было обнаружено у летучих мышей итальянцем Лаццаро Спалланцани в 1793 году, а эхолокация у китообразных открыта лишь в пятидесятых годах XX века.
Насколько точен эхолокационный аппарат дельфинов и какова роль эхолокации в жизни китообразных? По эхолокационным сигналам дельфины могут с большой точностью ориентироваться в пространстве, плавать с наглазниками, определять глубину дна и близость берега, разный характер грунта, величину и качество погруженных предметов, находить вещи в мутной воде. Действие гидролокатора у дельфинов хорошо изучено в океанариумах.
На каком расстоянии дельфины могут обнаруживать пищу с помощью своего гидролокатора? Ответ получили В. Шевилл и Б. Лоренс в следующем опыте: от лодки перпендикулярно ее борту протягивали разделительную сеть длиной в несколько метров, и рыбу бесшумно опускали в воду в условиях темноты то с носа, то с кормы. Подопытный самец должен был заблаговременно решать, по какую сторону сети ему плыть, чтобы найти ожидаемую рыбу. Эту задачу он правильно решал с расстояния до 4,5 м. Дельфин оказался способным не только обнаруживать отдельные эхо своих скрипов от рыбки длиной 15 см, но мог распознавать именно это эхо среди прочих звуков, отраженных от берега, дна, камней, лодки и других предметов в пруду. Точность исследования Шевилла и Лоренс была подтверждена специальной проверкой физиком Джоном Скоттом на афалине Сальти.
Профессор Флоридского университета психолог Уинтроп Келлог с сотрудниками в морской лаборатории близ гавани Аллигатор несколько лет изучал эхолокацию афалин. Опыты он проводил над двумя обученными дельфинами Альбертом и Бетти в бассейне площадью 350 м2 и глубиной до 2 м. Илистое дно и стенки бассейна хорошо поглощали звуки, не давая эха. Дельфины, плавая, взмучивали воду так, что видимость во время опыта не превышала 35 — 85 см. Чтобы дельфины не могли видеть действий человека ни в воде, ни в воздухе, эксперименты проводились ночью. Звуки их записывали специальной аппаратурой. Предметы погружали в воду за фанерным экраном. Если в водоеме было спокойно, дельфины лишь изредка издавали скрипы. При холостом шуме (например, когда капали жидкость на поверхность воды), животные издавали короткий скрип и замолкали. Если в воду бросали погружающийся несъедобный предмет, то вслед за первым издавалось еще несколько скрипов с промежутками в 1 — 2 секунды. Но когда кидали рыбу, следовал целый залп скрипов, частота импульсов возрастала до нескольких сотен в секунду, и дельфин безошибочно направлялся к цели. При этом он покачивал головой из стороны в сторону на 10°, как бы прицеливаясь на объект посредством отраженного звука, и увеличивав частоту излучаемых щелчков по мере приближения к рыбе. Темнота не мешала ему различать рыбу по размерам. Крупной кефали (30 см) Альберт и Бетти явно предпочитали вдвое меньшего пятнистого горбыля. Если погружали обеих рыб вместе, афалины устремлялись к предпочитаемой рыбе: в первых 16 испытаниях самец ошибся только 4 раза, а в 140 последующих — ни разу! Когда горбыля подвешивали позади стеклянного экрана (он был виден, но недоступен для эхолокации), а кефаль — впереди экрана (она была доступна для ультразвукового распознавания), то дельфин не пытался ловить горбыля и довольствовался лишь кефалью.
В последующих опытах в Калифорнийском океанариуме экспериментаторы стали «ослеплять» подопытных дельфинов, надевая им наглазники (рис. 39), и обучили их принимать пищу по сигналу. Оказалось, что дельфины с выключенным зрением могут свободно плавать в лабиринте из подвешенных металлических стержней, не касаясь их, и точно различать заграждения из тонкой проволоки и нейлоновых нитей. Такие способности помогают дельфинам тонко отличать разные виды кормовых объектов (рыб, моллюсков, рачков) и выбирать предпочитаемую пищу в условиях любой освещенности среды, безопасно плавать в щелях между выступами дна.
В бассейне лаборатории Пойнт-Магу Кеннет Норрис и физиолог Рональд Тернер обучили взрослую самку-афалину Элис с надетыми наглазниками распознавать два металлических шарика размером 3,7 и 6,2 см. Шарики располагались в 60 — 120 см от животного и могли взаимно переставляться. Если самка выбирала больший шарик (6,2 см), она получала в награду рыбу. Затем меньший шарик стали заменять все более и более крупным, уменьшая разницу с большим шариком. Когда меньший шарик стал диаметром 5 см, дельфин продолжал безошибочно выбирать больший шарик (6,2 см). А когда разница в диаметрах шариков уменьшилась до 0,8 см, афалина все же в большинстве случаев делала правильный выбор. Этот опыт продемонстрировал поразительную точность распознавания величины лоцируемых объектов. В других опытах К. Норриса и его коллег «ослепленная» афалина с расстояния 6 — 7 м отличала капсулу из желатина от куска рыбы такого же размера. Акустические лучи, проникая внутрь предметов, несут в виде эха информацию о размере, форме и материале этих предметов.
Советские исследователи Н. А. Дубровский, А. А. Титов, В. П. Бабкин и другие, пользуясь той же методикой разделительной сети, показали, что афалина в темноте надежно различает шары диаметром 5 см, сделанные из акустически жестких и мягких материалов, с расстояния 11 м.
Эхолокационные импульсы дельфинов человек слышит как разного рода скрипы. Эти сигналы животные посылают направленно с помощью координированной работы воздушных мешков, носового канала, лобно-носовой (жировой) подушки и сложной системы мышц, расположенных в выпуклой части головы. Лобно-носовая подушка, лежащая на челюстных и межчелюстных костях, и вогнутая передняя поверхность черепа действуют как звуковая линза и рефлектор: они концентрируют (фокусируют) сигналы, излученные гидролокатором, и в виде звукового пучка направляют на лоцируемый объект. Доказательства действия такого ультразвукового прожектора получены с помощью экспериментов как за рубежом (В. Эванс, Д. Прескотт, В. Сатерланд, Р. Бейл, 1964), так и у нас (Е. В. Романенко, А. Г. Томилин и Б. А. Артеменко, 1963 — 1965).

Особенно высока разрешающая способность к локации у дельфинов в горизонтальном плане и хуже — в вертикальном. Они могут, находясь на поверхности воды, лоцировать объекты и на глубине. Это для них очень важно: ведь им приходится постоянно то выныривать (чтобы дышать), то погружаться вглубь. Но куски рыбы, находящиеся под нижней челюстью, они лоцировать не могут. Может быть, потому, что нижняя челюсть служит экраном, отражающим звуковые волны, издаваемые системой воздушных мешков. Возможно, в этом имеет значение и то, что лобно-носовая подушка расположена наклонно к продольной оси черепа.
Американские исследователи Эванс и Пауэлл в 1967 году доказали способность ослепленного дельфина различать как одинаковые по площади пластины — медную, алюминиевую и латунную, так и разные по толщине (2,2 и 3,2 мм) медные пластины. Советский исследователь А. Е. Резников экспериментально показал, что верхний порог слуха афалины достигает 180 кгц, и это животное в условиях опыта различает одинаковые по внешнему виду стеклянные и пенопластовые предметы. В опытах В. М. Бельковича и его сотрудников дельфины отличали пенопласт от эбонита, алюминий от плексиглаза, а в опытах А. П. Абрамова — латунь от текстолита, фторопласта и стали.
Оказалось, что дельфины могут различать геометрические фигуры, помещенные внутри холщевых мешочков (А. Г. Голубков, Ю. В. Иваненко), или даже различные положения поршня внутри металлического цилиндра. Этого нельзя достичь с помощью зрения, так как свет отражается от поверхности предметов; ультразвуковые же лучи с их большей длиной волны по сравнению с оптическими проникают внутрь предметов. Это позволяет дельфинам с помощью акустических волн исследовать не только размер и объем, но и качество (материал) предметов и отлично «видеть» ушами при выключенном зрении.
За последние годы появились интересные, внешне привлекательные, гипотезы о действии приемной системы дельфина по голографическому принципу (Джон Дреер), либо по принципу звуковидения (Л. Е. Резников, В. М. Белькович, Б. Г. Хоменко, Г. Б. Агарков, Б. В. Солуха и др.). При разработке этих гипотез обращалось внимание на структуры надчерепной части головы дельфина — на лобно-жировую подушку, способную фокусировать звуки, на характер взаимного расположения воздушных мешков, жировой подушки и черепа, на гистологию эпителия воздушных мешков. Эти гипотезы исходят из признания, что в звуковидении дельфинов имеют значение кожные рецепторы на голове и в надчерепных тканях, якобы способные воспринимать акустическую информацию в воде.
Американский исследователь Д. Дреер в 1969 году предположил, что дельфины при звуковидении используют «голографические изображения», которые как бы отпечатываются на коже лобно-носовой подушки головы.

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ

Отзывы и трекбеки отключены.

Отзывы временно отключены.

Яндекс.Метрика