Акустический "радар" летучих собак подстраивается под фоновый шум

14 сентября 2011 года

Египетские летучие собаки, "кузены" летучих мышей, поддерживают стабильный уровень сигнала своего звукового "радара" по отношению к фоновому шуму, уменьшая или расширяя угол "обзора", что позволяет им сохранять четкость звуковой "картины" вне зависимости от любых других факторов, заявляют американские и израильские биологи в статье, опубликованной в журнале PLoS Biology.

Летучие мыши ориентируются в пространстве при помощи сложного звукового "радара". Они испускают серию высокочастотных щелчков и определяют расстояние до деревьев, скал и других твердых объектов по задержке эха. До недавнего времени ученые спорили, могут ли летучие мыши "расширять" и "сужать" звуковой луч радара для сканирования конкретной точки - примерно так же, как человек фокусирует свой взгляд на интересующей его точке.

Группа ученых под руководством Нахума Улановского (Nachum Ulanovsky) из Института науки в городе Реховот (Израиль) проследила за тем, как египетские летучие собаки (Rousettus Aegyptiacus) используют свой "радар" при полете и посадке. Они поместили животных в просторную комнату, по периметру которого биологи установили большие ультразвуковые микрофоны.

Египетские летучие собаки, в отличие от большинства других рукокрылых, издают локационные щелчки при помощи языка, а не гортани. Многие ученые считают, что навигация при помощи щелчков языком менее точна, чем "гортанный" радар.

Улановский и его коллеги установили, что летучие собаки могут гибко менять свое поле "зрения", уменьшая или увеличивая угол между направленными звуковыми лучами-щелчками.

Исследователи пришли к такому выводу, проследив за работой радара своих подопечных в условиях полной темноты. В ходе этого эксперимента ученые поставили на пол пустой комнаты округлый предмет, похожий на манго, которым питаются летучие собаки. Биологи обнаружили, что мыши расширяли "луч" локатора в тот момент, когда они находили предмет и начинали двигаться к нему. Это подтверждается тем, что увеличение угла между щелчками всегда происходило не плавно, а резко.

Затем Улановский и коллеги усложнили задачу: они добавили несколько препятствий - сетки и палки - на пути к "манго". Кроме того, в некоторых случаях ученые убирали сам "фрукт" и все другие предметы из комнаты.

Эксперимент показал, что наличие препятствий и других предметов заставило летучих мышей расширить угол обзора. Ученые полагают, что "ширина" луча радара увеличивается с повышением сложности полета: наименьший угол "обзора" радара был характерен для мышей, летающих в пустой комнате, и он повышался при появлении новых предметов в помещении. Как предполагают исследователи, расширенный угол обзора позволил этим млекопитающим следить за "фруктом" и не врезаться в сетки и палки.

Ученые также установили, что летучие собаки повышают "громкость" своих щелчков при появлении препятствий - по оценкам ученых, средняя мощность эхолокатора в комнате с сетками и палками была выше на девять децибел по сравнению со звуками щелчков в пустой комнате. Это связано с тем, что уровень фонового шума растет при увеличении угла обзора, и это вынуждает летучих мышей "повышать голос".

Ученые предполагают, что летучие собаки пытаются таким образом сохранить идеальное соотношение сигнала к шуму, что облегчает им "расшифровку" данных, поступающих с радара. Это подтверждается тем, что летучие мыши "приглушали" локатор при приближении к своей цели и при большом количестве препятствий - четкое изображение интересующего их объекта формировалось даже при небольшой силе звука.