Co je to echolokace?

 13 července, 2023  Posted in Lidé, Novinky, Ostatní, Zajímavosti

Echolokace je schopnost identifikovat své okolí prostřednictvím vydávání zvuků směrem k objektu a poté analyzovat ozvěny odražené od objektů, aby se zjistila vzdálenost a velikost objektu. Echolokace je forma sonaru a používají ji zvířata i lidé. Echolokace zvířat je forma taktiky krmení a navigace zvířat a je také označována jako biosonar.

Echolokace Zvířat

Zvířata se schopností využívat echolokaci jsou především noční zvířata nebo zvířata, která se zdržují v oblastech s omezeným slunečním zářením nebo vůbec. Při zvířecí echolokaci zvíře produkuje zvuky směrem ven do svého okolí a poté přijímá ozvěny z odrazů vyzařovaných zvukových vln a používá tyto ozvěny k určení polohy objektů. Zvířata používají svůj mozek ke správné identifikaci vzdálenosti a velikosti objektů, ze kterých ozvěna vychází, tím, že vypočítá čas, který ozvěna potřebuje k dosažení zvířete, a dokonce i hlasitost ozvěny.

Historie Výzkumu Echolokace Zvířat

Termín „echolokace“ poprvé popsal Donald Griffin, americký zoolog na počátku 20. století poté, co Donald a jeho kolega Robert Galambos v roce 1938 prokázali použití echolokace u netopýrů. Jiní vědci však předložili teorii echolokace zvířat. mnohem dříve, jako Lazzaro Spallanzani, který v 18. století řadou experimentů prokázal, že netopýři používají k navigaci sluch místo zraku. Další vědci, kteří měli podobné teorie, byli Sir Hiram Maxim, který navrhl myšlenku, že netopýři vydávají zvuky na nízkých frekvencích, a Hamilton Hartridge, který opravil Maximovu teorii a zjistil, že zvuky vydávané netopýry jsou ve skutečnosti slyšitelné pro lidi. Echolokace zvířat u mořských savců nebyla stanovena až do roku 1953, kdy Jacques Yves Cousteau ve své publikaci „The Silent World“ navrhl použití biosonaru zubatými velrybami.

Echolokace U Netopýrů

Netopýři byli prvními zvířaty, u kterých bylo objeveno, že používají echolokaci k navigaci a hledání potravy, a to zejména mezi netopýry mikrochiroptera. Tyto druhy netopýrů většinou žijí v naprosté tmě, a proto je použití zraku pro navigaci téměř zastaralé. Tito netopýři jsou především hmyzožravci, kteří jsou také nočními lovci, kteří se ze svých úkrytů stahují v naprosté tmě, když je hmyzu dostatek a konkurence je nízká. Netopýři mikrochiroptera vydávají zvuky z hrtanu a otevřenými ústy. Tyto zvuky jsou obvykle na extrémně vysokých frekvencích v rozmezí 14 000 až 100 000 Hz. Pro srovnání, lidská sluchová kapacita se pohybuje mezi 20 a 20 000 Hz. Vrápenci jsou výjimkou, protože tento druh používá k vydávání zvuků nos místo úst. Při lovu vydávají netopýři zvuky kliknutí rychlostí 10–20 kliknutí za sekundu, ale po identifikaci předmětu kořisti se rychlost kliknutí dramaticky zvýší až na 200 kliknutí za sekundu.

Echolokace U Zubatých Velryb

Echolokace je také běžná u jiných zvířat podřádu Odontoceti nebo zubatých velryb včetně delfínů, kosatek, sviňuch a vorvaňů. Tito mořští savci se přizpůsobili používání echolokace k doplnění zraku, kterému brání špatná viditelnost pod vodou způsobená zákalem a absorpcí. Tyto ozubené velryby vydávají vysokofrekvenční zvuky ve formě vysokých cvakání, které jsou generovány z fonických rtů velryby. Tato kliknutí jsou produkována v různých frekvencích, přičemž některé druhy produkují 600 kliknutí za sekundu v tom, co je známé jako burst pulse. Různorodá frekvence kliknutí vede k široké škále zvuků včetně štěkání, vrčení a ječení. Ozvěny jsou pak přijímány prostřednictvím tukových struktur umístěných v dolní čelisti velryby.

Echolokace U Ptáků

Existuje jen málo druhů ptáků, kteří používají echolokaci k navigaci. Patří mezi ně olejní ptáci a také rorýs, kteří byli pozorováni pomocí echolokace při letu v úplné tmě. Tyto druhy ptáků jsou také nočními zvířaty a žijí ve špatně osvětlených stanovištích, jako jsou jeskyně.

Echolokace U Suchozemských Savců

Echolokace byla také pozorována u malých suchozemských savců včetně rejska euroasijského, rejska krátkoocasého, rejska putujícího a tenreka (nalezeného na Madagaskaru). Tito malí savci mají odlišnou formu echolokace, kde nevytvářejí cvakání, jak je pozorováno u netopýrů, ale místo toho produkují nízkou amplitudu, multiharmonické zvuky a frekvenci modulovanou frekvencí. Tito tenreci a rejsci používají echolokaci výhradně pro navigační účely. Echolokaci také vědci pozorovali u slepých laboratorních krys.

Echolokace Člověka

Lidé byli studováni a zavedeni tak, aby používali echolokaci k navigaci ve svém prostředí. Echolokace pozorovaná u lidí je v praxi podobná echolokaci u zvířat, protože jde také o formu aktivního sonaru. Lidé využívají echolokaci umělým vytvářením zvuků, jako je klepání rákoskou nebo dupání nohou do země nebo dokonce vytvářením zvuků kliknutí. Takoví jedinci jsou obvykle trénováni, aby používali ozvěny odražené od objektů k identifikaci jejich vzdálenosti od objektu nebo velikosti objektu. Echolokace je pozorována především u nevidomých lidí, ale lidé se zrakem jsou také schopni získat schopnost tréninkem a negovat efekt přednosti. Sluch a zrak byly zkoumány jako související, protože v obou případech jsou zpracovány odražené vlny energie z určitého zdroje.

Výzkum Lidské Echolokace

U lidí bylo zjištěno, že mají schopnost lokalizovat předměty bez použití zraku již v roce 1749. Zpočátku se vědci domnívali, že tuto schopnost způsobují změny tlaku na kůži. Bylo to však v padesátých letech, kdy byla lidská echolokace rozsáhle studována zejména v Cornell Psychological Laboratory. V polovině 20. století bylo napsáno několik knih, které dále dešifrovaly lidskou echolokaci.

Jedinci Se Schopností Lidské Echolokace

Jedinci, kteří mají schopnost používat echolokaci, jsou obvykle zrakově postižení. Jedním z takových lidí, kteří ohromili svět svými echolokačními schopnostmi, je Daniel Kish, slepý muž, kterému byly v dětství odstraněny oči kvůli rakovině sítnice. Daniel používá palatální kliknutí k identifikaci svého okolí, což je dovednost, kterou se sám učil od dětství. Dalším pozoruhodným jedincem se schopností echolokace je Ben Underwood. Ben Underwood je také slepý a také přišel o oči po diagnóze rakoviny sítnice. Underwood získal echolokační schopnosti v pěti letech pomocí autotréninku. Prostřednictvím echolokace mohl nevidomý Underwood běhat, jezdit na kole a dokonce hrát fotbal.