يعلم الجميع أن الخفافيش والدلافين تصدر الموجات فوق الصوتية. لماذا هذا مطلوب وكيف يعمل؟ دعونا نرى ما هو تحديد الموقع بالصدى وكيف يساعد الحيوانات وحتى البشر.
ما هو تحديد الموقع بالصدى
تحديد الموقع بالصدى ، والذي يُطلق عليه أيضًا السونار الحيوي ، هو سونار بيولوجي تستخدمه العديد من أنواع الحيوانات. تشع الحيوانات التي ترصد الصدى إشارات في البيئة وتستمع إلى أصداء تلك المكالمات التي يتم إرجاعها من كائنات مختلفة بالقرب منها. يستخدمون هذه الأصداء للعثور على الأشياء والتعرف عليها. يستخدم تحديد الموقع بالصدى للتنقل والبحث عن الطعام (أو الصيد) في مجموعة متنوعة من البيئات.
مبدأ العمل
تحديد الموقع بالصدى هو نفسه السونار النشط ، والذي يستخدم الأصوات التي ينتجها الحيوان نفسه. يتم القياس عن طريق قياس التأخير الزمني بين انبعاث صوت الحيوان وأي صدى عائد من البيئة.
على عكس بعض السونارات التي يصنعها الإنسان والتي تعتمد على أشعة ضيقة للغاية وأجهزة استقبال متعددة لتحديد الهدف ، فإن تحديد الموقع بالصدى للحيوان يعتمد على جهاز إرسال واحد واثنينمستقبلات (آذان). تصل الأصداء التي تعود إلى الأذنين في أوقات مختلفة ومستويات صوت مختلفة ، اعتمادًا على موضع الجسم الذي يولدها. تستخدم الحيوانات الاختلافات في الوقت والحجم لإدراك المسافة والاتجاه. مع تحديد الموقع بالصدى ، لا يستطيع الخفاش أو أي حيوان آخر رؤية المسافة إلى الشيء فحسب ، بل أيضًا حجمه ونوعه ونوعه وميزات أخرى.
الخفافيش
تستخدم الخفافيش تحديد الموقع بالصدى للتنقل والبحث عن الطعام ، وغالبًا في ظلام دامس. عادة ما يخرجون من مجاثمهم في الكهوف أو السندرات أو الأشجار عند الغسق ويصطادون الحشرات. بفضل تحديد الموقع بالصدى ، تتمتع الخفافيش بموقع مفيد للغاية: فهي تصطاد ليلاً عندما يكون هناك العديد من الحشرات ، وهناك منافسة أقل على الطعام ، وهناك عدد أقل من الأنواع التي يمكنها أن تفترس الخفافيش نفسها.
تولد الخفافيش الموجات فوق الصوتية من خلال حنجرتها وتشع الصوت من خلال فمها المفتوح أو أنفها بشكل أقل شيوعًا. تصدر أصواتًا تتراوح من 14000 إلى أكثر من 100000 هرتز ، معظمها خارج الأذن البشرية (نطاق السمع البشري النموذجي هو 20 هرتز إلى 20000 هرتز). تستطيع الخفافيش قياس حركة الأهداف من خلال تفسير أنماط الصدى من رقعة خاصة من الجلد في الأذن الخارجية.
تستخدم أنواع معينة من الخفافيش تحديد الموقع بالصدى في نطاقات تردد معينة تتناسب مع ظروف معيشتها وأنواع فرائسها. استخدم الباحثون هذا أحيانًا لتحديد أنواع الخفافيش التي تعيش في المنطقة. هم ببساطةسجلوا إشاراتهم باستخدام مسجلات فوق صوتية تعرف باسم أجهزة كشف الخفافيش. في السنوات الأخيرة ، طور باحثون من العديد من البلدان مكتبات نداء الخفافيش تحتوي على سجلات للأنواع المحلية.
حيوانات البحر
تعتبر Biosonar ذات قيمة بالنسبة للحيتان ذات الأسنان ، والتي تشمل الدلافين وخنازير البحر والحيتان القاتلة وحيتان العنبر. إنهم يعيشون في موطن تحت الماء يتمتع بخصائص صوتية مواتية وحيث تكون الرؤية محدودة للغاية بسبب تعكر الماء.
تم تحقيق أهم النتائج الأولى في وصف تحديد موقع الدلافين بالصدى بواسطة William Shevill وزوجته Barbara Lawrence-Shevill. كانوا يشاركون في إطعام الدلافين ولاحظوا ذات مرة أنهم عثروا بشكل لا لبس فيه على قطع من الأسماك سقطت في الماء بصمت. تبع هذا الاكتشاف عدد من التجارب الأخرى. حتى الآن ، وُجد أن الدلافين تستخدم ترددات تتراوح من 150 إلى 150 ألف هرتز.
تحديد الموقع بالصدى للحيتان الزرقاء أقل بكثير من الدراسة. حتى الآن ، هناك افتراضات فقط مفادها أن "أغاني" الحيتان هي وسيلة للتنقل والتواصل مع الأقارب. تُستخدم هذه المعرفة لحساب عدد السكان وتتبع هجرات هذه الحيوانات البحرية.
القوارض
من الواضح ما هو تحديد الموقع بالصدى في الحيوانات البحرية والخفافيش ، ولماذا يحتاجون إليه. لكن لماذا تحتاجها القوارض؟ الثدييات الأرضية الوحيدة القادرة على تحديد الموقع بالصدى هي نوعان من الزبابة ، أسنان مدغشقر ، الفئران ، وأسنان الصوان.تنبعث منها سلسلة من الصرير بالموجات فوق الصوتية. لا تحتوي على استجابات لتحديد الموقع بالصدى ترددية ويبدو أنها تستخدم للتوجيه المكاني البسيط من مسافة قريبة. على عكس الخفافيش ، تستخدم الزبابة تحديد الموقع بالصدى فقط لدراسة موائل الفرائس وليس للصيد. باستثناء الأجسام الكبيرة وبالتالي شديدة الانعكاس (مثل صخرة كبيرة أو جذع شجرة) ، فهي على الأرجح غير قادرة على كشف مشاهد الصدى.
مكتشفو السونار الأكثر موهبة
إلى جانب الحيوانات المدرجة ، هناك حيوانات أخرى قادرة على تحديد الموقع بالصدى. هذه بعض أنواع الطيور والفقمات ، ولكن أكثر أجهزة استشعار صدى الصوت تعقيدًا هي الأسماك والجلكيات. في السابق ، اعتبر العلماء أن الخفافيش هي الأكثر قدرة ، ولكن في العقود الأخيرة أصبح من الواضح أن هذا ليس هو الحال. لا تساعد بيئة الهواء على تحديد الموقع بالصدى - على عكس الماء ، حيث يتشتت الصوت بمعدل أسرع خمس مرات. السونار للأسماك هو عضو الخط الجانبي الذي يدرك اهتزازات البيئة. تستخدم للملاحة والصيد. تحتوي بعض الأنواع أيضًا على مستقبلات كهربائية تلتقط الاهتزازات الكهربائية. ما هو تحديد الموقع بالصدى للأسماك؟ غالبًا ما يكون مرادفًا للبقاء. تشرح كيف يمكن للأسماك العمياء أن تعيش في سن الشيخوخة دون الحاجة إلى البصر.
ساعد تحديد الموقع بالصدى في الحيوانات في تفسير القدرات المماثلة لدى ضعاف البصر والمكفوفين. يتنقلون في الفضاء بمساعدة النقر على الأصوات التي يصدرونها. يقول العلماء أن مثل هذه الأصوات القصيرة تنبعث منها موجاتيمكن مقارنتها بضوء مصباح يدوي. في الوقت الحالي ، هناك القليل من البيانات لتطوير هذا الاتجاه ، نظرًا لندرة السونار القادر بين الناس.
