Kurdami garsus ir klausydamiesi aidų, šikšnosparniai gali nutapyti turtingą savo aplinkos vaizdą visiškoje tamsoje. Šis procesas, vadinamas echolokacija, leidžia šikšnosparniams naršyti be jokio vaizdinio įvesties. Bet kaip iš tikrųjų skamba šikšnosparniai?
Pagrindiniai išvežamieji daiktai
- Šikšnosparnius galima atskirti pagal jų garsus, kurių dažnis yra ultragarsinis arba per aukštas, kad žmonės galėtų juos išgirsti.
- Pats šikšnosparnio skambutis susideda iš skirtingų komponentų - dažnis išlieka tas pats arba kinta laikui bėgant.
- Šikšnosparniai „paspaudžia“ įvairiais mechanizmais, įskaitant jų balso dėžutės naudojimą, garsų generavimą per šnerves ar jų kalbų spustelėjimą.
- Šikšnosparnių garsus galima įrašyti naudojant „šikšnosparnių detektorius“, kurie keičia garsus į tokius dažnius, kuriuos gali išgirsti žmonės.
Kaip skamba šikšnosparniai
Echolokacijos metu dauguma šikšnosparnių skambučiams naudoja savo balso stygas ir gerklas, lygiai taip pat, kaip žmonės kalbėdami naudoja savo balso stygas ir gerklas. Skirtingų rūšių šikšnosparniai turi
skirtingi skambučiai, tačiau paprastai šikšnosparnių garsai apibūdinami kaip „paspaudimai“. Tačiau kai šie garsai sulėtėja, jie labiau panašūs į paukščio čiulbėjimą ir paprastai turi pastebimai skirtingus tonus.Kai kurie šikšnosparniai skambučiams išvis nenaudoja savo balso stygų, o paspaudžia liežuvį arba skleidžia garsą iš šnervių. Kiti šikšnosparniai paspaudžia sparnais. Įdomu tai, kad tikslus procesas, kurio metu šikšnosparniai spusteli sparnais, vis dar diskutuojamas. Neaišku, ar garsas kyla dėl sparnų susikibimo, sparnų kaulų snygimo, ar sparnų slydimo prieš šikšnosparnio kūną.
Ultragarsiniai garsai
Šikšnosparniai gamina ultragarsu garsai, o tai reiškia, kad garsai egzistuoja dažniais, aukštesniais nei žmonės girdi. Žmonės gali girdėti garsus nuo 20 iki 20 000 Hz. Šikšnosparnių garsai paprastai būna du tris kartus didesni už viršutinę šio diapazono ribą.
Yra keli ultragarsinių garsų pranašumai:
- Dėl trumpesnių ultragarso bangų ilgių jie labiau linkę grįžti į šikšnosparnį, o ne difraguoti ar sulenkti objektus.
- Ultragarsiniams garsams gaminti reikia mažiau energijos.
- Ultragarsiniai garsai greitai išsisklaido, todėl šikšnosparnis gali atskirti „naujesnius“ nuo „senesnių“ garsų, kurie vis dar gali skambėti toje vietoje.
Šikšnosparnių skambučiuose yra pastovaus dažnio komponentai (turintys vieną nustatytą dažnį per tam tikrą laiką) ir moduliuotas dažniu komponentai (kurių dažniai keičiasi laikui bėgant). Patys dažnio moduliuoti komponentai gali būti siauros juostos (susidedanti iš nedidelio dažnių diapazono) arba plačiajuosčio ryšio (sudarytas iš plataus dažnių diapazono).
Šikšnosparniai naudojasi šių komponentų deriniu, kad suprastų savo aplinką. Pavyzdžiui, pastovaus dažnio komponentas gali leisti garsui judėti toliau ir tęsti ilgiau nei dažnio moduliuoti komponentai, kurie galėtų padėti daugiau nustatant a vietą ir tekstūrą taikinys.
Daugelyje skambučių šikšnosparnių vyrauja moduliuoti dažnio komponentai, nors nedaugelis turi skambučius, kuriuose dominuoja pastovaus dažnio komponentai.
Kaip įrašyti šikšnosparnių garsus
Nors žmonės negali girdėti šikšnosparnių skleidžiamų garsų, šikšnosparnių detektoriai gali. Šie detektoriai turi specialius mikrofonus, galinčius įrašyti ultragarsinius garsus, ir elektroniką, galinčią išversti garsą taip, kad jis būtų girdimas žmogaus ausiai.
Štai keletas metodų, kuriuos šie šikšnosparnių detektoriai naudoja garsams įrašyti:
- Heterodingas: „Heterodyning“ įmaišo gaunamą šikšnosparnio garsą su panašiu dažniu, taip sukurdamas „ritmą“, kurį žmonės gali išgirsti.
- Dažnio padalijimas: Kaip minėta aukščiau, šikšnosparnių garsų dažnis yra du ar tris kartus didesnis už viršutinę ribą, kurią žmonės gali išgirsti. Dažnio padalijimo detektoriai padalija šikšnosparnio garsą iš 10, kad garsas atitiktų žmogaus klausos diapazoną.
- Laiko ilgėjimas: Aukštesni dažniai būna didesni. Laiko pailgėjimo detektoriai sulėtina gaunamą šikšnosparnio garsą iki dažnio, kurį žmonės gali išgirsti, paprastai taip pat 10.
Šaltiniai
- Boonman, A., Bumrungsi, S., ir Yovel, Y. „Bespalviai vaisių šikšnosparniai sukelia biosonarinius paspaudimus sparnais“. 2014. Dabartinė biologija, t. 24, 2962-2967.
- Veislė, M. „Ultragarsinis ryšys“. 2004.
- Šikšnosparnių ir delfinų echolokacija. red. Jeanette Thomas, Cynthia Moss ir Marianne Vater. University of Chicago Press, 2004 m.
- Greene, S. „Šventas šikšnosparnis skamba! Neįprasta biblioteka padės mokslininkams atsekti šikšnosparnių rūšis. “„Los Angeles Times“, 2006.
- Ryžių universitetas. „Šikšnosparnio garsai“.
- Yovel, Y., Geva-Sagiv, M., ir Ulanovsky, N. „Paspaudimais paremta šikšnosparnių echolokacija: galų gale ne tokia primityvi“. 2011. Lyginamosios fiziologijos žurnalas, t. 197, Nr. 5, 515-530.