Какие животные способны к эхолокации. Что такое эхолокация и у каких животных это есть. Борьба с нашествием саранчи

Животные-эхолокаторы издают волновые колебания, которые, встречая на своем пути камни, скалы, деревья или другие преграды, отражаются от них и возвращаются обратно. Животное воспринимает эхо как информацию и создает образ. Средой локации может служить воздух или вода, а средствами - волны: водные, звуковые, ультразвуковые и электромагнитные.

Для осуществления эхолокации животным надо иметь не только орган, который воспроизводит волны, но и который воспринимает эхо. У рыб для этого имеются с двух сторон тела боковые линии, заполненные маленькими сетевидными рецепторами. Рецепторы воспринимают отражение от обыкновенной водной волны, и это помогает рыбам не ударяться об острые подводные камни при плавании, особенно когда вода мутная. Другие животные используют ультразвуковые волны, производимые ими самими с помощью специальных органов, которые находятся у губ. Типичные ультразвуковые эхолокаторы - летучие мыши, а среди морских животных - дельфины, касатки, киты. Все они могут воспроизводить волны и воспринимать их как эхо отраженных ультразвуковых колебаний. Есть и такие животные, которые излучают настоящие электромагнитные волны. Технические принципы электрических органов похожи на таковые современных радаров. Вернее, радары построены по принципу жизненных приспособлений у животных. Для ориентации животных используются и инфракрасные волны.

Звуки издаются животными не только в воздухе, но и в водных глубинах. Обитатели моря, например, издают их миллионы лет, но исследователи лишь недавно приступили к систематическому их изучению. Сейчас установлено, что значительное количество морских организмов (от ракообразных до китов) могут издавать звуки более широкого диапазона, чем человек. Звуки издают и многие рыбы. Анатомически внутреннее ухо рыбы не отличается от внутреннего уха человека, но рыба не имеет внешнего и среднего уха, поэтому звуковые волны проходят у нее через все тело до головы. Рыбы издают звуки с помощью плавательного пузыря.

Рыбакам-поморам хорошо знакомы издаваемые рыбами звуки. Они умеют постучать по дну лодки или похлопать по воде, заставляя рыбу плыть в нужном направлении. Подгоняя рыбные косяки к сетям, японские рыбаки ставят в воду бамбуковые палки и ударяют по ним деревянным молотком. В восточных странах рыбаки умеют приманивать рыбу звукоподражанием. Они ставят в воду заграждения-ловушки и так искусно подражают голосам моря, что привлекают рыбу именно к тому месту, где они поставлены. В Тихом океане местные рыбаки привлекают акул стуком по скорлупе кокосового ореха.

Скорость распространения звука в воде больше, чем в воздухе, поэтому передача звука из воздуха в воду и обратно затруднена. Это одна из причин, объясняющих, почему морские просторы кажутся "немыми". Таким образом, известный "мир безмолвия" Жак-Ив Кусто и народная поговорка "нем как рыба" - просто художественный вымысел.

Примерно один процент звуковой энергии может перейти границу воздуха и воды. Она играет роль отражателя: воздушные волны-звуки возвращаются обратно, в воздух, а водные - в воду. Но рев моржей и ушастых тюленей, нырнувших в воду наполовину, распространяется по воде, звукопроницаемость погруженного в воду туловища большая. Поэтому тюлени, когда лежат на льду, могут слышать других тюленей, находящихся в воде. У моржей, тюленей и рыб существует целая система, принимающая и передающая звуки, которая имеет определенное биологическое значение и свои локационные особенности. Рыбы, охотясь ночью за насекомыми, падающими в воду, находят их при помощи гидроакустики.

При систематическом изучении гидроакустики все больше обнаруживается видов рыб, которые издают различные звуки. С помощью произведенных и отраженных колебательных движений воды рыбы в темноте лоцируют плавающие организмы, различные препятствия, пороги и водопады, которые встречаются на дне, в толще и на поверхности моря. Восприятие осуществляется при помощи боковой линии. Советский физиолог Фролов считает боковую линию у рыб главным органом, воспринимающим звуки. Однако сельдь, например, не имеет боковой линии и воспринимает звук с помощью слуховых органов. Самые сильные звуки рыбы издают три помощи плавательного пузыря, в стенках которого имеется особая мускулатура. Среди этих рыб - морская ласточка и морской петух, хек, средиземноморский фицис, мор, многие тресковые рыбы, бычки и др. Особенно сильные звуки производит морской петух. Он живет на песчаном дне возле берегов, главным образом в Желтом море, хотя встречается и в Черном. Подводные петушки могут петь ночью и днем круглый год. Голос их похож па хрюканье или на звуки, возникающие от трения мокрым пальцем по резиновому баллону, иногда он напоминает кудахтанье и клохтанье. Надутый плавательный пузырь занимает половину брюшной полости рыбы и состоит из двух частей. При равномерном сокращении мускулистых волокон соотношения объемов частей изменяются и стенки пузыря начинают вибрировать, что создает колебания низких частот (до 200 герц), но бывает, что они достигают и 2400 герц. У молодых рыб пузырь короче, чем у взрослых, поэтому и тон их "голосов" более низкий. При ловле морских петухов с тралов рыбаки слышат хаотические звуки.

Гидроакустическую активность проявляют также оциеновые рыбы. Тихим вечером или утром их можно подслушать. Миф о песнях сирен в Одиссеи навеян, по-видимому, звуками этих рыб. Однажды почти двухметрового оциена рыбаки преследовали по издаваемым им звукам, как охотники преследуют дичь по сопкам и скалам. Морским лошадкам свойственны брачные дуэты. Сильно "озвучено" Желтое море.

Бывают случаи, когда рыбы излучают электромагнитные волны. Это живой радар. Одна из них, мормириус, встречается в реке Нил и в других водоемах Центральной Африки. Эта рыба никогда не попадает в сети и издалека чувствует приближение человека. Ее еще называют рыба-слон из-за удлиненной, как хобот, передней части головы. Рыба-слон предпочитает зарываться в ил, и так как она при этом ничего не видит вокруг, природа снабдила ее радиолокатором. В хвост рыбы как бы вмонтирован электрический орган, который производит ток в несколько вольт. Электромагнитные волны, посылаемые мормириусом, отражаются от окружающих предметов и улавливаются приемником, который находится в основании спинного плавника. Врагам не удается застать эту рыбу врасплох.

Радиолокаторами снабжены и другие рыбы, например североамериканский пресноводный гимнархус и гимнотида, живущая в густых подводных зарослях. Если гимнотиду поместить между электродами, соединенными с осциллографом, можно обнаружить излучаемые ею электрические импульсы и записать их. Эта рыба ориентируется с помощью радиолокации.

Разбирая характерные случаи эхолокации в природе, начнем с элементарных ее проявлений у беспозвоночных и закончим высокоспециализированными эхолокационными способностями летучих мышей и дельфинов.

Беспозвоночных животных, издающих звуки в воде и на суше, очень много, но лишь некоторым присуща собственная эхолокация. Беспозвоночные животные воспроизводят причудливые звуки и пользуются широким их диапазоном в шкале звуковых частот. Первое место среди них занимают ракообразные: креветки-алфеусы, которые едва ли слышат свои звуки, так как не имеют развитых слуховых органов. Эти животные размером от 2 до 10 см обитают в теплых и субтропических районах Мирового океана, но встречаются и в Черном море. Живут они на дне около берегов, но любят перемещаться и собираться иногда в огромных количествах. Там, где их много, круглые сутки слышно потрескивание, напоминающее стук по железным листам, или потрескивание горящих сосновых дров. Если эти звуки уловить поставленным в воду микрофоном, то в воздухе они воспроизведутся как выстрелы: недаром японцы называют креветок "рак-пушка". Такие звуки могут заглушить шум моря при двухбалльном волнении и слышны за два километра. Здесь еще нельзя говорить ни о какой локации, просто издаваемые звуки играют защитную роль. Считается, что мелкие ракообразные и рыбы погибают при ультразвуковой частоте от 100 000 до 135 000 герц.

Звукопроизводящим аппаратом обладают морские раки-лангусты. Они издают звуки, напоминающие попискивание мышонка. У некоторых ракообразных звуки издают только самцы, у других имеется сигнальное общение независимо от пола. Кривой рак матута в Индийском океане трется клешней о край панциря, издавая звук, похожий на голос сверчка, а рак-пустынник, который водится на Каролинских островах, при раздражении издает резкий грачиный крик, переходящий в мычание.

Среди насекомых лишь немногие виды примитивно пользуются эхолокацией и локацией. Водяной жук-водолюб использует для ориентации поверхностные волны. Улавливающими органами у него являются специальные ворсинки, расположенные у основания антенн. Они-то и обеспечивают жуку беспрепятственное передвижение по поверхности воды. Если перерезать нервные окончания антенн, водолюб начнет крутиться по аквариуму, удерживаясь на воде, по ударяясь о стенки.

Можно предположить, что некоторые насекомые способны к ультразвуковой ориентации. Доказательством этого служит способность некоторых ночных насекомых запеленговывать ультразвуки летучих мышей слуховыми органами. Попав в радиус действия эхолокатора летучей мыши, маленькие ночные бабочки разлетаются в разные стороны, стараясь избежать опасной лоцируемой зоны. Это аналогично тому, как самолет, засеченный неприятельским прожектором, старается избежать освещенного пространства. Другие ночные бабочки, облученные ультразвуковой волной летучей мыши, моментально складывают крылья и падают на землю, что спасает их от опасности. Есть такие бабочки, которые поглощают ультразвуковые волны ворсинчатым покровом, и такие, которые в ответ на ультразвуки посылают электрические сигналы, помогающие им скрыться. Такие сигналы записаны на ленту, ими насекомые вводят в заблуждение преследователей точно так же, как самолеты вводят в заблуждение радары с помощью специальных металлизированных бумажных лент и фольги, рассеянных по облицовке корпуса.

Живой локатор - летучая мышь - может обнаружить проволочку диаметром 0,18 мм на расстоянии 90 см, хотя сама едва достигает 10 г. Она обнаруживает проволочку даже тогда, когда ее диаметр намного меньше длины посылаемых ультразвуковых волн.

Радары имеют большое значение, и, бесспорно, это одно из значительных достижений человечества. Специальные радарные установки могут передать на экран за доли секунды картину местности в сотни квадратных километров. Они четко работают, несмотря на облака, мглу и бурю. Но если учесть их размеры и израсходованную энергию, то живые локаторы летучих мышей остаются несравненно более экономичными, точными и эффективными.

Нужно отметить, что эхолокация и локация в природе встречаются чаще, чем мы предполагаем. В последние десятилетия шло интенсивное изучение локации летучих мышей и дельфинов. Способности же человека к эхолокации исследованы еще недостаточно.

Приведем в качестве примера простой случай человеческой эхолокации. В густой мгле у края скалистого берега через пролив движется лодка с рыбаками. Они отлично знают место, где проходили не раз, знают каждую извилинку канала, но не видят никакого ориентира. Мгла, кругом тихо, безветренно, и море спокойно. При помощи обычного свиста или просто голоса можно сравнительно точно определить расстояние до скалы, выступающего из воды утеса или до берега. Рыбаки, которые пользовались этим методом, уверяют, что могут обнаружить в густой мгле бакен диаметром 1 м на расстоянии 200 м.

Никто не научился использовать эхолокацию в повседневной жизни так, как слепые. Слепой шестилетний мальчик свободно катался на трехколесном велосипеде по тротуару. Он успевал вовремя свернуть, чтобы не врезаться в стену или не наехать на идущего навстречу человека. Есть слепые, которые переходят улицу в оживленном городе, ездят в автобусах и трамваях и никто на первый взгляд не может признать в них слепых. Как это им удается? Оказывается, эхолокатором им служат ступни. Острый и частый звук поступает от подковок каблуков и короткого стука трости перед собой. Резкое щелканье обуви и трости напоминает треск, издаваемый дельфинами. Близкие предметы отражают звук одинаково, и ухо слепого должно уметь дифференцировать нюансы вращающегося смешанного эха.

Работа мозга и уха человека сознательная, у дельфина же и у других животных она считается наполовину рефлекторной. Тщательные наблюдения за слепыми показывают, что они почти безошибочно угадывают препятствия на расстоянии около 2,1 м. Они уверяют, что чувствуют и даже видят на экране руки и очертания лиц. Когда слепым обвязали голову и плечи плотной материей, а на руки надели кожаные перчатки, оставив свободными уши, среднее расстояние, на котором они могли угадывать предметы, сократилось до 1,5 м. Таким образом, воспроизводить отраженные звуковые волны слепым помогает кожа на руках и лице. Однако при полной изоляции ушей, когда лицо и руки были открыты, слепые переставали угадывать препятствия. Так подтвердилось предположение, что основным органом, воспринимающим эхо, являются все же уши. Насколько совершенна расшифровка сигналов в мозгу, говорит следующий факт. Во время второй мировой войны некоторые опытные операторы, обслуживающие эхолокаторы на подводных лодках, достигли такого совершенства в работе, что по звукам в аппарате определяли, где движется засеченная подводная лодка, когда она меняет скорость хода, когда поворачивается. Физикам известно, что, согласно эффекту Доплерова, тон у отдаляющихся звучащих предметов ниже, а у приближающихся, наоборот, выше. Исходящий от эхолокатора навстречу движущемуся предмету звук постоянной частоты дает переменное эхо, скорость которого зависит от движения предмета. Тон модулированных частот навстречу движущемуся предмету имеет характерные оттенки. При продолжительной тренировке оператор становится специалистом, могущим делать очень точные наводки.

Эхолокация летучих мышей и дельфинов совершенствовалась на протяжении тысяч поколений. В их мозговых центрах сформировались такие рефлексы, при помощи которых они способны отличить муху на трепещущем листке или быстро зафиксировать плывущую рыбу на фоне неживых предметов. Когда же нет времени делать такие различия, животные на определенные звуковые нюансы отвечают точно определенными рефлекторными действиями. В одном случае это стремление уйти от столкновения, повернуть назад и возвратиться обратно, в другом - необходимость броситься вперед и быстро схватить добычу.

Звуки издают земноводные и пресмыкающиеся. Крокодилы в брачный период ревут и мычат. Дарвин вспоминал мычание самцов галапагосских ящериц во время спаривания. Питающиеся водорослями игуаны, обитающие на Галапагосских островах, тихо шипят. Так же шипит и желтобрюхая морская змея, которая встречается по всей экваториальной зоне Тихого и Индийского океанов.

Некоторые змеи обладают своеобразным органом, улавливающим тепловые инфракрасные волны. Животное проявляет оборонительную реакцию в направлении, продиктованном тепловым излучением жертвы или врага. Так, семейство американских гремучих змей носит название ямкоголовые. Эти змеи имеют перед глазами пару ямок, в которых расположены термолокаторы, представляющие собой двойную камеру, перегороженную тонкой, 0,025 мм, перепонкой. Термолокаторы наполнены нервными клетками и окончаниями. Нервные клетки улавливают температурные различия до 0,2° С и длину волн до 0,001 м. Эта чувствительность меньше чувствительности современных усовершенствованных термолокаторов, которые открывают дальние нагретые тела и невидимые звезды. Они воспринимают инфракрасные лучи и могут чувствовать холодные и теплые объекты на более теплом или холодном фоне. Так находят движущийся самолет в небе и айсберг в воде. Гремучая змея может чувствовать объекты с температурой ниже или выше окружающей.

Недавно была открыта эхолокация у ночных птиц гуахаро, обитающих в Центральной Америке и на острове Тринидат. Они, обитатели темных и длинных пещер, покидают их вечером и утром возвращаются. Их резкие крики в 7000 герц могут быть восприняты человеческим ухом. Вероятно, так же ориентируются и китайские ласточки-салаганы, которые гнездятся в пещерах и скалах.

Классическим примером эхолокации у млекопитающих служат летучие мыши и дельфины, хотя между ними нет никакой родственной связи. Летучие мыши - это особая группа летающих животных, а дельфины - это водные животные, дышащие легкими. Для дельфинов характерен сильно развитый головной мозг.

Наличие эхолокации у летучих мышей было обнаружено на 150 лет раньше, чем у дельфинов. Первые сведения о поведении летучих мышей получил итальянский ученый Спаланцани, который заинтересовался причинами и возможностью передвижения различных животных в темноте. В 1793 г. он осуществил свои первые опыты с совами и летучими мышами. При этом он обнаружил,

что совы в полной темноте становятся совершенно беспомощными, а летучие мыши продолжают летать, в какую бы темноту их ни поместили. Это озадачило исследователя. Тогда он ослепил мышей, отпустил на свободу, а через четыре дня поймал и вскрыл их. У вскрытых особей желудки были полны насекомых, так же как у зрячих. В это же время опыты с летучими мышами проводил шведский биолог Шарль Журин, который утверждал, что летучие мыши могут легко обходиться без зрения, но потеря слуха для них губительна. И действительно, стоило их лишить слуха, как они начинали натыкаться на все встречаемые препятствия. Спаланцани был находчивым и внимательным экспериментатором. Он доказал, что причиной потери ориентации у летучей мыши, после того как ей заткнут уши, является не механическое раздражение или повреждение. Он изобрел тонкие миниатюрные трубочки, вставил их в ушные каналы мышей и отметил, что с ними они летают нормально, но как только трубочки заполнят воском, животные теряют всякую ориентацию. Целым рядом опытов он доказал, что нарушение чувствительных органов летучих мышей, за исключением органа слуха, не имеет значения для их полета. Про ультразвук он тогда еще не знал и, естественно, не мог понять, каким образом этим животным служат уши? В 1800 г. еще нельзя было ответить на этот вопрос. Открытие Спаланцани было отвергнуто, осмеяно, опыты запрещены. Непререкаемые авторитеты того времени высказали мнение, что летучие мыши имеют какой-то орган осязания в перепонке крыла. Только в наши дни было доказано, что летучие мыши издают ультразвуки, в которых содержатся, правда, совсем мало, едва уловимые человеческим ухом компоненты. Однако они настолько слабы, что заглушаются шумом крыльев. Спаланцани этого не отмечал. Сегодня же это доказано при помощи электронных приборов. Голоса летучих мышей легко могут быть услышаны детьми, так как они более восприимчивы к высоким тонам. Если вечером найти место, откуда будут вылетать летучие мыши, то при хорошем слухе и некотором навыке можно услышать их голоса. Экзотические плотоядные летучие мыши издают более громкие звуки.

Когда летучая мышь летит прямо навстречу препятствию, она издает 5-10 "тиканий" в секунду. Но это слабые "тиканья" высоких тонов, слышимые только при полной тишине и сосредоточенном внимании. Издаваемые летучими мышами звуки бывают двух видов: с постоянной частотой и модульные. Летучие мыши - эволюционирующая группа животных. Их эволюция направлена на усовершенствование полета и эхолокации, обеспечивающих им благоприятные условия питания.

В Болгарии встречается 25 видов летучих мышей трех семейств, а в мире насчитывается до 1000 видов, объединенных в 2 подотряда и 16 семейств. Из наших летучих мышей пять видов относятся к семейству подковоносых. Они имеют кожную складку-мембрану около носа в виде подковы, которая служит им как бы рупором и усилителем при издавший звуков. Сигналы этих мышей очень просты, это почти чистые тоны с постоянной частотой от 60 до 1200 000 герц. Продолжительность отдельного сигнала от 50 до 100 миллисекунд. По сравнению с сигналами других летучих мышей они достаточно длинные.

У насекомоядных летучих мышей сигналы модульной частоты. В продолжение всего времени (несколько миллисекунд) они подаются целой октавой. Типичный сигнал ориентировки ночных летучих мышей содержит 50 звуковых волн, между которыми нет и двух одинаковых. Он начинается с наивысшего тона, достигает низшего и продолжается 2 миллисекунды. Звуки некоторых тропических летучих мышей могут улавливаться только самыми чувствительными приборами. Называют таких зверьков "шептунами", они издают простые сигналы: однократное цыканье и тиканье.

Летучая мышь весом 7 г может за один час поймать 1 г насекомых. Более мелкие зверьки, весом 3,5 г, за 15 мин увеличивают свой вес на 10%. Они ловят до 175 комаров, каждые 6 секунд - одного комара. В момент нападения мышь находится от насекомого на расстоянии 60-90 см. При спокойном полете она издает сигналы сериями: 10-12 тиканий продолжительностью 1-2 миллисекунды каждая. В лабораторных условиях ее сигналы перед препятствиями (ширма, сетка, лента) учащаются до 250 в секунду с промежутками в одну миллисекунду. Брошенные в воздух камень или свернутую тряпку мышь преследует (как добычу) с учащенными сигналами, но, настигнув, оставляет. Это дает возможность считать, что летучие мыши преследуют мелкие летающие предметы чисто рефлекторно, не имея представления об объекте.

Сигналы летучей мыши прослушиваются приборами, в которых они превращаются в усиленный наушниками треск и писк; когда летучие мыши летят прямо на высоте 2 м от земли, их голоса слышны как "пат-пат-пат" и подобны шуму небольшого моторчика. Когда же зверек преследует насекомое, звук, издаваемый им, учащается и усиливается. Такой звук означает, что цель обнаружена. Точность эхолокации у летучих мышей поразительна. Маленькие летучие мыши ударяются о нитку, когда ее диаметр превышает 0,07 мм. Такой объект их не интересует, он искусственный. Если же диаметр нитки 0,12 мм, можно наблюдать пеленгование препятствия зверьком.

В 1963 г. Р. Карен установил, что чувствительность летучих мышей к постороннему шуму и эхосигналам от других источников превосходит совершенный радар в сто раз. И действительно, встревоженные летучие мыши разлетаются в темной пещере, как только их вспугнут. Однако при большой насыщенности сигналами в небольшом пространстве каждая летучая мышь узнает свое эхо и, руководствуясь им в темноте, не налетает на препятствие (стену) и избегает столкновения с другими летучими мышами. Она никогда не будет введена в заблуждение другим эхом. Загадку представляют летучие мыши "шептуны", которые ловят насекомых, мелких птичек и ящериц, неподвижно сидящих на ветках и листьях растений. Их локационные способности еще не изучены. Возможно, эти мыши воспринимают таинственные биосигналы особой частоты, издаваемые самими животными.

Интересно, что 4 вида летучих мышей умеют ловить рыбу. Летая близко от поверхности воды, они время от времени окунают в воду задние ноги, на которых имеются длинные и загнутые, как у хищной птицы, когти. Ими зверьки хватают маленькую рыбку, охотясь обычно под вечер. При наличии над водой тумана или в темную ночь эти мыши издают сигналы, напоминающие сигналы других летучих мышей. Здесь эхолокация усложнена трудностями преодоления звуковой границы между водой и воздухом. Так как звук падает под прямым углом, 0,12 звуковой энергии проходит через воду, а при возвращении - опять в воздух, соответственно теряя при этом еще какую-то часть. Какая же часть из 0,12 остается и что улавливает от нее летучая мышь? Будем считать, что вздутый плавательный пузырь у рыбы, плывущей около самой поверхности воды, играет роль резонатора звука и что расстояние эхолокации совсем короткое - всего несколько сантиметров. Математические вычисления по аналогии с чувствительностью эхолокации других летучих мышей доказывают, что получить обратно отраженный сигнал можно.

Еще интереснее и сложнее эхолокационные способности дельфинов и близких к ним касаток и китов-кашалотов. Дельфины приспособились к водной среде около 50 миллионов лет тому назад. Время появления дельфинов и сегодняшних человекообразных обезьян почти совладает. Современные формы дельфинов и китов существуют почти 25 миллионов лет. Ранние китообразные имели маленький мозг. Приспособленные к жизни в воде животные имеют удлиненный дыхательный канал с клапаном для вдоха и выдоха. Главный звуковой орган у дельфинов - дыхательное отверстие с мускулами и мешковидными разветвлениями. При звуковых сигналах вода вибрирует, и клапан закрывается. Дыхало широкое, позволяющее за полсекунды вобрать от 10 до 12 л воздуха. Некоторые авторы высказывают мнение, что бронхи и альвеолы этих животных выполняют акустические функции. Водный режим наложил на их легкие особенности, которые имеют анатомический и видовой характер. Детеныши, например, рождаются у дельфинов не головой вперед, а хвостом. В это время самка издает особый свист, который привлекает другую самку, и та приходит на помощь первой, помогая ей вытолкнуть малыша на поверхность, а ему - сделать первый вдох. Первые две недели обе самки находятся около малыша. Когда мать добывает пищу, помощница остается с детенышем. Дельфины очень любят играть около кораблей. Волны, создаваемые кораблем, облегчают им плавание. Они скользят по ним, как дети, катающиеся на санках, или как велосипедист, которому легче ехать за мотоциклом. Но дельфинов привлекает и шум корабля.

Дельфины - смышленые, дружески настроенные к человеку животные. Они хорошо поддаются дрессировке, быстро реагируют на команды, свист, жесты. Три важнейшие особенности имеют эти животные: большой мозг, известную "интеллигентность" и склонность дружить с человеком. Отсюда возникло и три основных направления в их изучении: эхолокация, сравнение их мозга с мозгом других животных, опыты по общению дельфинов с человеком.

Дельфины относятся к отряду китообразных. Их насчитывается 50 видов - морских и пресноводных. Пресноводные встречаются в Амазонке, Ганге и в других реках. Много опытов проводится с длиннокрылыми дельфинами-афалинами, распространенными во всех морях и океанах, кроме вод Арктики и Антарктиды. Афалины, обитающие в Черном море,- самые крупные дельфины: длина достигает 310 см при весе до 120 кг. В Черном море встречаются и дельфины-белобочки, которые меньше афалин: длина до 200 см, средний вес 53 кг. В 1947 г. надзиратель Мерилендского дельфинария первым обратил внимание на способность этих животных к локации ночью, в темной воде. В 50-е годы жизнью дельфинов и прежде всего их эхолокацией заинтересовались многие ученые.

При полной темноте дельфин может распознавать мельчайшие предметы, находящиеся на значительном от него расстоянии. Тайно положенный кусочек пищи в одном из углов бассейна дельфины находят сразу. Плывя по поверхности воды, они издают полуквакающий, полусвистящий звук, а под водой - много других звуков, которые, в частности, используются и для общения с себе подобными. А. Г. Томилин пишет, что вынутый из воды на палубу обыкновенный черноморский дельфин издает звуки, напоминающие гудение в детскую дудку, кряканье утки, мяуканье кошки, кваканье лягушки и другие, продолжительностью до двух секунд.

Характерный сигнал дельфина-афалины содержит серию быстрых скрипящих звуков; повторяемость сигналов - от 5 до 10 в секунду. Самый короткий звук этих дельфинов имеет продолжительность около 0,001 с. Если эти звуки воспроизвести, они будут подобны щелканью трости слепого по тротуару. Это щелканье звучит примерно треть секунды. Оно начинается с самой низкой ноты (как обратный модульный сигнал у насекомоядных летучих мышей) и постепенно достигает высокой частоты, до 170 000 герц, т. е. в 8 раз выше тона, который может воспринять человеческое ухо. Интервал между передаваемыми дельфином сигналами и приемом эха указывает на расстояние до объекта. Предполагается, что нюансы эха раскрывают не только расстояние до лоцируемого предмета, но и его форму, объем и другие характеристики. Дельфины в состоянии делать такие различия.

Встречая своих друзей, дельфины издают свистящие сигналы в диапазоне звуков, почти уловимых человеком, которые длятся от половины до трех секунд. Если объединить скрип и щелканье в сигналы одного порядка, то скрип и свист будут сигналами другого порядка: первые более короткие, вторые достаточно продолжительные. Многие ученые разделяют щелканье и свист дельфинов. Если сигналы, напоминающие щелканье, имеют чисто локационный смысл и могут быть переданы одновременно или серией с большой скоростью, то свист выражает эмоциональное состояние и часто принимает характер разговора. Малыш и мать, когда находятся отдельно друг от друга, издают свист и вскоре встречаются. Дельфины могут и чередовать щелканье со свистом.

Доктор Кениед Норис рассказывал об опытах с дельфином-афалиной по прозвищу Алиса в университете Лос-Анжелеса (Калифорния), где был преподавателем зоологии. Он и доктор Рональд Тернер научили Алису различать два стальных шарика. При выборе большого шарика она получала рыбу. Завязав Алисе глаза, они постепенно стали увеличивать размеры маленького шарика, пока шарики не стали отличаться на 6 см. В последнем опыте использовались шарики диаметрами 6,35 и 5,71 см. Человек едва мог уловить разницу между ними. Дельфин же делал с завязанными глазами довольно правильный выбор. При разнице в диаметрах шариков до 2,5 см он не допустил ни одной ошибки при ста повторениях опыта. В конце Норис сообщает, что дельфины могут различить и два совсем одинаковых по размерам шарика, но один из олова, другой из пластмассы.

В 1965 г. Уильям Шефил и его жена Барбара Лоренс сделали другой опыт, который должен был дать ответ на вопрос, может ли дельфин с помощью эхолокации найти мертвую рыбу и на каком расстоянии. Опыты проводились ночью. Вблизи берега в лодке сидел человек и держал неподвижно мертвую рыбу, на несколько сантиметров покрытую водой. Один дельфин нашел лодку и получил рыбу. Опыты показали, что дельфины при помощи эха своих звуковых сигналов могут обнаружить такие маленькие объекты, как 15-сантиметровая рыбка, и отличают звук эха от берега, дна, камней, водной растительности, скрытой в воде, от потопленной в воде лодки и сети, которая стояла в воде перпендикулярно лодке. Исследования советских ученых показали, что дельфины благодаря эхолокации различают на расстоянии предлагаемую рыбу или икру, которая является для них большим лакомством.

В 1965 г. на Багамских островах, где шум моря значителен, при - выполнении сложных технических задач были использованы эхолокационные способности двух предварительно обученных дельфинов - Долли и Дины. В одном подводном исследовательском центре в Калифорнии дрессированный дельфин нырял на глубину 60 м, носил почту, пищу, а также спасал заблудившихся водолазов, когда доносились до него их сигналы по навитой на катушку нейлоновой веревке.

Доктор Бастиани из университета г. Дейфис (Калифорния) научил двух дельфинов - Бэз и Дорис нажимать по световым сигналам два клапана под водой. Короткий сигнал заставлял дельфина нажимать левый, а длинный - правый клапан. Бэз делал это первым, Дорис после него. При третьем опыте между дельфинами поставили преграду. Дорис видела световую команду, когда зажигали фары, и, не задумываясь, издавала серию звуков. Ориентируясь на нее, Бэз находил поноску, не дожидаясь своей команды, Дорис же приносила свою поноску только после него, за что оба дельфина получали рыбу.

В бассейн с афалинами была пущена тигровая акула. Когда она приближалась к дельфинам, они издавали звук, напоминающий лай. Вскоре несколько дельфинов бросилось на акулу - и она погибла. Окружив ее, животные били акулу острыми мордами. Следует отметить, что от рыбы-меч, которая значительно больше и опаснее акулы, дельфины могут спастись только бегством.

При помощи эхолокации дельфины различают не только маленькую и большую, живую и мертвую рыбу, но и различные материалы: металлический и пластмассовый шарики, латунь и алюминий. Это необыкновенная способность к дифференциации у дельфинов - одна из загадок природы.

Жак-Ив Кусто, который занимался с дельфинами и написал о них книгу, отмечает, что однажды дельфин со светонепроницаемыми наглазниками обнаружил и перескочил веревку, натянутую на высоте 3 м над водой. Трудно решить, как ему удалось это сделать, ведь ультразвуки дважды изменились и отклонились применительно к каждой среде с различной плотностью. Мы уже говорили о слабой пропускной способности пограничной линии между водой и воздухом. Наличие приемов пеленгации ультразвуков дельфинами не намного мощнее по сравнению с таковыми у летучих мышей, но зато фокусировка ими предметов значительно точнее. Некоторые ученые утверждают, что жировая ткань передней части головы дельфина служит линзой для концентрации в пучок возвращенных ультразвуков. Зеркало в физике, точный фокус на данный предмет, означает и точное определение расстояния до него. Каким же образом дельфин принципиально правильно рассчитал высоту веревки и дал определенный толчок своему телу, находясь еще в воде, чтобы перепрыгнуть через нее? Как он обнаружил и одновременно запеленговал отраженный ультразвук? Ведь веревка была натянута довольно высоко. Обычный трюк дельфинов - это прыжок в обруч над водой. При этом дельфин использует свои возможности одинаково хорошо ориентироваться и в воде, и в воздушной среде, с большой точностью корректируя расстояния и силу своих прыжков.

Еще одна из загадок, связанная с эхолокацией у дельфинов, это их выскальзывание из густых сетей. Как перепрыгивают животные через них или как находят в них большие отверстия? Каким образом обнаруживают они эти отверстия? Почему не перескакивают сети с крупной ячеей, а запутываются в них? И, наконец, самая необъяснимая загадка поведения дельфинов состоит в том, что они никогда не нападают на людей, даже если будут вынуждены пойти на смерть. А ведь эти животные имеют все возможности уйти от человека. Мускулистый хвост в состоянии подбросить вертикально вверх стокилограммовое тело животного на 3 м над водой. Один легкий удар хвостом был бы смертельным для человека. Новозеландская самка дельфина по кличке Опо привыкла играть с купающимися детьми. Если какой-нибудь ребенок становился груб с нею, она лишь отплывала в сторону и недовольно била хвостом по воде. Е. Чампи рассказал случай, как однажды охотник поймал маленького дельфина. Тотчас охотника окружили растревоженные дельфины, однако напасть они не пытались. Охотник спокойно достиг лодки и отплыл с плененным дельфиненком. Отчаявшаяся мать следовала за лодкой. Приподнимаясь над водой, она смотрела на дельфиненка, но не предпринимала ничего для его спасения.

На страницах литературы рассказывалось и про эксперимент, при котором в мозг 29 дельфинам были введены электроды. Животные стойко переносили боль, и ни один из дельфинов не проявил агрессии по отношению к людям.

Международной конвенцией строго запрещается бивать в Черном море дельфинов для добычи мяса жира.

Согласно новым сведениям и опытам хищные китообразные - касатки - так же, как и дельфины, легко приручаются и поддаются обучению. Некоторые исследователи даже говорят об их превосходстве перед дельфинами. Касатка-самка Шаму оказалась способной ученицей. Она позволяла надевать на себя пояс, который затягивался вокруг ее тела и за который держался человек. Потом касатка и человек вместе ныряли и выполняли прыжок в воздухе. Дрессировщик мог даже класть голову между страшными челюстями Шаму, а при нырянии держался за складки ее губ. В 1963 г. берегов Калифорнии проводились опыты по отыскиванию с помощью касаток затонувших предметов на глубине до 350 м.

По некоторым сведениям стало известно, что касатки могут нырять на глубину до 1000 м. Практический смысл этих опытов бесспорен. Дрессированные дельфины и другие китообразные, имея исключительные эхолокационные способности, высокоразвитый мозг и физические возможности, могут оказаться незаменимыми помощниками человека.

Эхолокация дельфинов - сложное и совершенное их приспособление, которое не может быть сравнимо с эхолокационными возможностями у более примитивных животных, в том числе и с эхолокацией летучих мышей. Эхолокация дельфинов доведена до степени нового познавательного средства, усовершенствованного на протяжении миллионов лет в условиях водного режима благодаря высокоразвитому головному мозгу этих животных.

Что такое эхолокация и у каких животных выявлена способность к эхолокации, Вы узнаете из этой статьи.

Что такое эхолокация?

Эхолокация – это способ, который помогает определить положение необходимого объекта по периоду задержки возвращений отражаемой волны. Происходит от латинского слова «location», что обозначает «положение».

У каких животных выявлена способность к эхолокации?

Этой способностью обладают:

• Летучие мыши

Эхолокация у летучих мышей помогает им ориентироваться в пространстве и охотиться на разнообразных насекомых. Животные издают звук, а после ловят сигнал, исходящий от препятствий с которыми он сталкивается. Данные звуки являют собой локационные сигналы коротких ультразвуковых импульсов с частотой 20 – 120 кГц. Также летучие мыши могут на время выключать свой «эхо приемник» для перезарядки импульсного передатчика.

• Дельфины

Дельфины эхолокацию используют только ночью. В это время суток они, как правило, питаются и используют свою способность для поиска кальмаров или рыбы. Длина локационного сигнала – афалины – составляют 3,7 м. Эхолокация у дельфинов являет собой специфические, высокочастотные щелчки, которые натыкаясь на любой предмет, дают животным информацию о них. Звук возвращается к ним в виде эха и передается через наружный слуховой проход, слуховые косточки, нижнюю челюсть. Афалина способна идентифицировать даже самые маленькие объекты на огромных расстояниях. Интересно, что такой сигнал определяет даже мячик с размером на расстоянии в 113 м. Дельфин при помощи своего сигнала может определить живой или неживой предмет перед ним.

• Киты

Когда в воде рыхлое дно или много растительности, то видимость очень плохая. Поэтому животные, охотящиеся под водой, рассчитывают не на свое зрение, а на другую способность. Эхолокация у китов помогает им воспринимать окружающую среду. Эхолокация китов развита достаточно хорошо. Чего только стоят знаменитые «песни» этих обитателей вод.

Кроме того, эхолокация развита у морских свиней, землероек, тюленей, птиц саланганов и гуахаро, ночные бабочки совки.

Ученые до сих пор теряются в догадках — как произошла и развилась эхолокация у животных. Они придерживаются мнения, что она возникла в качестве замены зрения у тех особей, которые обитают в глубинах океана или темных пещерах. Световая волна была заменена звуковой. Эхолокацией обладают не только животные, но и в какой-то мере, человек. Услышав звук, он способен приблизительно определить мягкость стен помещения, его объем и так далее.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, что такое эхолокация и какие животные способны к эхолокации.

Эхолокация (у животных) Эхолокация (от эхо и лат. locatio - размещение) у животных, излучение и восприятие отражённых, как правило, высокочастотных, звуковых сигналов с целью обнаружения объектов в пространстве, а также получения информации о свойствах и размерах лоцируемых целей (добычи или препятствия). Э. - один из способов ориентации животных в пространстве. Э. развита у летучих мышей и дельфинов , обнаружена у землероек, ряда видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и некоторые др.). У дельфинов и летучих мышей Э. основана на излучении ультразвуковых импульсов частотой до 130-200 кгц при длительности сигналов обычно от 0,2 до 4-5 мсек , иногда более. У птиц, живущих в тёмных пещерах (гуахаро и саланганы), используется для ориентации в темноте; они излучают низкочастотные сигналы в 7-4 кгц . У дельфинов и летучих мышей, кроме общей ориентации, Э. служит для определения пространственного положения цели, размеров, а в ряде случаев - и распознавания облика цели. У упомянутых млекопитающих часто служит важным средством поиска и добычи объектов питания. Лит.: Айрапетьянц Э. Ш., Константинов А. И., Эхолокация в природе. 2 изд., Л., 1974. Г. Н. Симкин.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Эхолокация (у животных)" в других словарях:

- (эхо и лат. locatio «положение») способ, при помощи которого положение объекта определяется по времени задержки возвращений отражённой волны. Если волны являются звуковыми, то это звуколокация, если радио радиолокация.… … Википедия

Эхолокация (эхо и лат. locatio положение) способ при помощи которого положение объекта определяется по времени задержки возвращений отражённой волны. Содержание 1 Техническое обеспечение эхолокации 2 Эхолокация у животных … Википедия

У животных (от греч. echo звук, отголосок и лат. locatio размещение), излучение и восприятие отражённых, как правило, вы сокочастотных звуковых сигналов с целью обнаружения объектов (добычи, препятствия и др.) в пространстве, а также получения… … Биологический энциклопедический словарь

Эхолокация - у животных, см. Биоэхолокация. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. Эхолокация (от эхо и лат. locatio размещение) способность некот … Экологический словарь

ЭХОЛОКАЦИЯ, у животных способность ориентироваться по звуку. Лучше всего она выражена у летучих мышей и китов. Животные испускают ряд коротких звуков высокой частоты и по отражению ЭХА судят о наличии препятствий вокруг себя. Летучие мыши и… … Научно-технический энциклопедический словарь

I Эхолокация (от Эхо и лат. locatio размещение) у животных, излучение и восприятие отражённых, как правило, высокочастотных, звуковых сигналов с целью обнаружения объектов в пространстве, а также получения информации о свойствах и… …

Присущая животным способность определять своё положение в пространстве, среди особей того же или др. видов, т. е. в популяции (См. Популяция) и Биоценозе. О. ж. сложный процесс, включающий получение информации о внешнем мире по разным… … Большая советская энциклопедия

Всем животным приходится добывать пищу, защищаться, охранять границы территории, искать брачных партнеров, заботиться о потомстве. Все это было бы невозможно, если бы не существовали системы и средства коммуникации, или общения, животных.… … Энциклопедия Кольера

Звуки, издаваемые животными и используемые как средство внутривидового, реже межвидового, общения или в целях эхолокации (См. Эхолокация). Характерны для многих насекомых, рыб, бесхвостых земноводных, некоторых пресмыкающихся (гекконы,… … Большая советская энциклопедия

Книги

• Эхолокация в природе , Э. Ш. Айрапетьянц, А. И. Константинов. 10 лет назад авторы этой книги начали в нашей стране исследования ультразвуковой эхолокации, экспериментальный материал, полученный за этот период, стал основой длянастоящей монографии. Кроме…

Первый определил пять обычных чувств, доступных человеку: зрение, слух, осязание, вкус и обонянние. Однако если бы он распределял по категориям животных, этот список мог бы стать несколько длиннее. Некоторые животные обладают дополнительными способностями к восприятию, дающими им возможность исследовать мир в таких ракурсах, которые мы можем только представить. Предлагаем познакомиться с 11 животными, имеющими необычное шестое чувство.

Пауки

Все пауки имеют уникальные механорецепторные органы - внутренние рецепторы стресса, которые дают им возможность определять минимальные механические воздействия на внешний скелет. С помощью этого шестого чувства пауки определяют размеры, вес и возможно даже вид создания, попавшегося в паутину. Оно также может помочь отличить движение насекомого от дуновения ветра или даже от слабого давления безобидного стебелька травы на паутину.

Гребневики

Эти величавые гелеобразные создания обладают особенными рецепторами под названием "статоцисты", которые дают им возможность ориентироваться в океанских течениях. Так как у них нет центральной нервной системы , гребневики также полагаются на свое шестое чувство для лучшей координации движений ресничек при заманивании пищи.

Ямкоголовые змеи

Ядовитых змей этого семейства проще всего отличить по двум глубоким ямкам между ноздрями и глазами. В действительности это органы восприятия тепла, дающие змеям возможность видеть в инфракрасной области спектра - бесценное шестое чувство для хищника , часто охотящегося ночью. Этот орган настолько чувствителен, что ямкоголовые змеи могут точно определить расстояние до жертвы и ее размер даже при отсутствии других чувств.

Голуби

Многие перелетные птицы имеют удивительную способность определять магнитное поле Земли, они используют это чувство как компасс при перелетах на большие расстояния. Это чувство называется "магниторецепция", и у очень немногих птиц оно развито лучше, чем у голубей, особенно домашних почтовых голубей.В клюве этих птиц есть железосодержацие образования, формирующие сложную трехмерную структуру . Она дает птицам тонкое чувство пространственной ориентации, которое позволяет определить географическое пложение.

Дельфины и морские свиньи

Эти обаятельные морские млекопитающие имеют невероятное шестое чувство эхолокации. Благодаря тому, что звук легче движется в воде, чем в воздухе, дельфины способны создавать трехмерное зрительное представление окружающих предметов, основываясь лишь на звуковых волнах, что очень напоминает работу эколокатора .Это необходимая адаптация особенно для речных дельфинов, потому как зрение часто крайне ограничено в мутной воде. Дельфины могут с легкостью проплывать через участки реки, заполненные переплетенными ветвями, даже с полностью закрытыми глазами.

Акулы

Электрорецепция - это удивительная способность акул и ромбовых скатов определять около себя электрические поля.В действительности странная форма головы молотоголовой акулы специально приспособлена для улучшенной электрорецепции. Благодаря тому, что соленая вода отлично проводит электричество, акулы с обостренным шестым чувством могут находить свою добычу по электрическим зарядам, появляющимся при сокращении мускулов рыбы.Этот орган настолько чувствителен, что некоторые акулы могут улавливать изменения в электрическом токе от двух батареек АА, подключенных на расстоянии 1 500 километров, даже если одна из них "садится".

Лосось

Эти рыбы каким-то образом находят путь назад в ту же реку, где они родились, для откладывания икры, несмотря на путешествия на огромные расстояния в открытом океане во время взрослой жизни. Как им это удается?Хотя это все еще остается загадкой для науки, многие ученые предполагают, что лосось использует магнетитовые отложения ферромагнитных минералов в мозге, чтобы определить магнитное поле Земли.

Также обнаружено, что у них есть острое чувство обоняния , и они могут определить разницу между родной рекой и какой-либо другой.

Летучие мыши

Многие насекомоядные летучие мыши способны использовать эхолокацию для того, чтобы словить жертву, а также для полета через темные пещеры и в ночном небе.Гортань летучих мышей может производить ультразвук, испускаемый через рот и нос. Когда он отражается от окружающих объектов, звуковые волны возвращаются и дают летучим мышам радарное "зрение" .

Обыкновенные вьюны

Обыкновенные вьюны обладают невероятной способностью определять изменения в давлении. Они используют это чувство для наблюдения за подъемной силой под водой и коррекции давления внутри плавательного пузыря.Что интересно, это шестое чувство также дает возможность рыбе "предсказывать" погоду, и рыбаки и владельцы аквариумов давно заметили изменения в их поведении с приближением шторма.

Утконос

Эти странные яйцекладущие млекопитающие с утиным носом обладают необычайным чувством электрорецепции, схожим с шестым чувством акул. Они используют электрорецепторы в коже носов для определения электрического поля, которое генерируется при сокращении мускулов жертвы.Утконос качает головой из стороны в сторону во время плавания, что улучшает его чувство электрорецепции . Нос также наполнен механорецепторами, которые дают животному острое чувство осязания, и в результате нос утоконоса становится его основным органом чувств.

Морские черепахи

Как и лосось, возвращающийся в родную реку, морские черепахи предпочитают гнездиться на том же пляже, где они родились.Учитывая огромные расстояния, на которые они путешествуют, их способность определять местоположение родного пляжа необычайна. Как и многим мигрирующим животным, морским черепахам это удается, благодаря определению магнитного поля Земли.Однако эта способность не может учитывать изменения в океанских течениях, и некоторые черепахи долгое время бесцельно плавают в океане, когда течения сильны. Может быть, этот недостаток объясняет, почему они так долго живут!

Современные китообразные составляют два подотряда: усатые (Mystacoceti) и зубатые (Odontoceti) киты. Возможность использования эхолокации для обнаружения предметов в воде была показана впервые у дельфинов в 1958 г. Оценку порога сонарной системы дельфина производили в бассейне с натянутыми проволоками. Если у животных выключить зрение (на глаза надевали резиновые присоски), то они, ориентируясь только сонарной системой, в 100 % случаев избегали проволок диаметром 2,8-4 мм и в 90 % - проволок диаметром 0,5-2,8 мм и только при диаметре 0,2 мм число правильных проходов составило 46 %. Длительность импульса от 3 до 1,2 мс, частота заполнения 2 кГц, частота повторений до нескольких сот в секунду. Спектральный анализ показал, что частотный анализ излучаемых импульсов простирается до 170 кГц, но основная энергия концентрируется в диапазоне до 30 кГц. Интенсивность излучаемого сигнала сонарной системой составила по этим измерениям 70 дБ (фоновый шум в бассейне 35 дБ).

Весь диапазон звуков, излучаемых дельфинами (зубатые киты), разделяют на три категории: 1) эхолоцирующие сигналы (щелчки) - широкополосные высокочастотные импульсы, используемые для ориентации, поиска пищи и пр.; 2) коммуникационные сигналы, издаваемые дельфинами для общения между собой, в основном представлены свистами; 3) сигналы эмоционального и подражательного характера, которые через гидрофон прослушиваются как мяуканье, карканье и т.д.; биологическое значение этих звуков не исследовано. Для определения расстояния дельфины используют принцип временной задержки: измерение времени между излученным и отраженным импульсами.

Сигналы усатых китов впервые зарегистрированы в начале 1960-х годов. Это были низкочастотные сигналы, порядка 20 Гц, длительностью 1 с, которые через гидрофон прослушивались как крики и стоны. Биологическое значение этих звуков изучено недостаточно. Способ излучения акустических сигналов китообразных существенно отличается от того, как это происходит у наземных млекопитающих. У зубатых и усатых китов по-разному устроены дыхательные системы, но и у тех, и у других дыхательное отверстие открывается на темени. У зубатых китов дыхательная система полностью обособлена, тогда как у усатых китов, так же как у других млекопитающих, дыхательная система в глотке пересекается с пищеварительной системой. У зубатых китов имеется сложная система воздухоносных полостей (мешков), которые примыкают к надчерепным носовым проходам. У усатых китов подобные образования отсутствуют, но у них есть своеобразный гортанный мешок. Излучение звуков происходит по свистковому типу. Считают, что локационные сигналы генерируются при прохождении звуков между стенками наружного носового прохода и внутренними носовыми пробками. Кости черепа, вероятно, отражают звук вперед, а жировая подушка, столь характерная для рострума дельфинов, играет роль линзы, которая сужает или расширяет звуковой пучок путем изменения формы лобного выступа (рис. 14.46). Таким образом, предполагают, что дельфин способен фокусировать звуковой пучок. Например, при нахождении рыбы ниже челюстей дельфина, он ее не обнаруживает, но как только рыба перемещается выше челюстей, она сразу обнаруживается.

Строение органов слуха китообразных. Наружное ухо у китообразных редуцировано до узкого прохода (1,5-2 мм), который открывается наружу сзади глаз. Ушные раковины отсутствуют. Почти сразу за наружным слуховым отверстием слуховой проход резко сужается, а в жировом слое полностью зарастает. Пройдя жировой слой, слуховой проход делает S-образный изгиб, и в нем снова появляется просвет, который заканчивается у видоизмененной барабанной перепонки (она имеет форму сложенного зонтика).

Среднее ухо у китообразных массивное по сравнению со средним ухом наземных млекопитающих. Вершина барабанной перепонки соединена под углом с укороченной рукояткой молоточка, который, в свою очередь, связан тонким отростком с барабанной костью. Все три слуховые косточки (молоточек, наковальня, стремечко) плотные, небольшой величины, жестко соединены между собой. Система среднего уха специализирована для передачи звуков широкого частотного диапазона, включая ультразвуки.

Внутреннее ухо имеет черты приспособления к восприятию высокочастотных звуков. У китообразных, особенно у зубатых китов, улитка сильно увеличена по сравнению с вестибулярным аппаратом, особенно сильно развит базальный виток. Базилярная мембрана у основания узкая (ширина около 25 мкм), к вершине расширяется до 350 мкм (примерно в 14 раз). Количество волосковых клеток примерно такое же, как у человека. Строение кортиева органа такое же, как у наземных млекопитающих.

Методом регистрации микрофонного потенциала показано, что наружный слуховой проход не участвует в проведении звука. Предполагают, что волноводом служит нижняя челюсть и через нее звуковая волна достигает структур среднего уха. При плавании дельфины совершают маятниковые движения рострумом; считают, что таким образом дельфин как бы сканирует окружающее пространство.

Китообразные ведут водный образ жизни, поэтому их череп не может выполнять роль изолятора между двумя ушами. В связи с этим у китообразных структуры уха не срастаются с черепом, а подвешены на короткой сухожильной связке. Среднее ухо и внутреннее ухо располагаются в одном костном образовании (os petrotympanicum). В результате этого орган слуха механически достаточно надежно изолирован от костей черепа. Другая особенность заключается в том, что среднее ухо и внутреннее ухо окружены специальным синусом, заполненным воздухом и пеной из белковой эмульсии, что также способствует изоляции структур уха от черепа.

Строение и физиология слуховых центров изучены недостаточно, но необходимо отметить очень сильное развитие подкорковых слуховых центров.